DE2619064B2 - Formkern zum Herstellen von Spritzteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Formkern zum Herstellen von Spritzteilen mit Hinterschneidungen, der einen feststehenden Kernstift mit konischen Außenflächen und eine Segmenthülse aufweist, die aus zwei Gruppen von Seitenschiebern besteht, die abwechselnd am Umfang des Kernstiftes angeordnet und auf den konischen Außenflächen des Kernstiftes in Längsrichtung bewegbar sind, wobei die Seitenschieber der ersten Gruppe im Querschnitt im wesentlichen die Form eines Trapezes aufweisen und der Neigungswinkel zwischen Kernachse und der diesen Seitenschiebern zugeordneten Außenfläche größer ist als der Neigungswinkel zwischen Kernachse und Außenfläche der Seitenschieber-der zweiten Gruppe.

Formkerne dieser Art dienen dazu, Kunststoffteile mit Innengewinde, Nasen, inneren Vertiefungen, Kerben, Aussparungen sowie Durchbrüchen und sonstigen Hinterschneidungen zu spritzen. Die Außenflächen ihrer Segmenthülsen bilden im Spritzzustand die Form für die Innenwandung des Spritzteils. Da diese Innenwandung Hinterschneidungen aufweist, muß die Segmenthülse im Entformungszustand auf einen kleineren Außendurchmesser gebracht werden, der das Entformen des Spritzteils von dem Formkern ermöglicht Formkerne der eingangs genannten Art sollen dies dadurch ermöglichen, daß die Seitenschieber bei Axialbewegung der Segmenthülse entlang dem Kernstift nach innen zusammenfallen.

Bei einem bekannten Formken: der eingangs genannten Art (vgl. DE-AS 14 79 374) reicht der Kernstift nicht bis in die Ebene der äußeren Stirnseiten der Seitenschieber. Folglich ist ein nasenförmiger Kopf zusätzlich zu dem Kernstift erforderlich, um die Stirnseite während des Spritzens eines Spritzteils abzudecken. Die Seitenschieber der zweiten Gruppe

ίο sind bei dem bekannten Formkern an den Kanten abgeschrägt Die ein Trapez als Querschnitt aufweisenden Seitenschieber der ersten Gruppe werden dadurch nur über einen Teil der Seitenflächen geführt. Aufbau und Herstellung des Spreizkerns sind aufwendig; sein Verschleiß relativ groß.

Die Erfindung verfolgt den Zweck, das Anwendungsgebiet von Formkernen zu erweitern. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Formkern zu schaffen, der an seiner Stirnseite einen flächigen Abschluß aufweist, so daß in seine Hohlräume kein Material eindringen kann und die Betriebssicherheit erhöht wird, wobei der Formkern baulich einfach gestaltet sein soll. Bei einem Formkern der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Seitenschieber der zweiten Gruppe im Querschnitt die Form eines Kreissegments aufweisen, daß die Seitenschieber der ersten Gruppe so ausgebildet sind, daß jede Schmalseite des Trapezes stets vollständig an der Sehne des Kreissegmentes des benachbarten Seitenschiebers anliegt und daß im Spritzzustand die Seitenschieber beider Gruppen mit ihren äußeren Stirnseiten mit der Stirnseite des Kernstifts in derselben Ebene liegen.

Bei der Erfindung sind außer dem Kernstift und den Seitenschiebern keine zusätzlichen Teile für den Formkern notwendig, insbesondere kein die Spitze des Formkerns bildender nasenförmiger Kopf. Durch den flächigen Abschluß von Kernstift und Seitenschiebern kann kein Material in die Hohlräume des Formkerns eindringen. Der Formkern bildet in jedem Querschnitt ein regelmäßiges Sechseck. Ein solcher Kernstift ist mit den zugehörigen Seitenschiebern leicht zu fertigen.

Soll auch der Boden des Spritzteils eine besondere Ausgestaltung erhalten, ist es vorteilhaft, in Ausgestaltung der Erfindung den Kernstift als Hohlkörper auszuführen, der von einem Mittelkern ausgefüllt ist. Bei Verwendung der in Weiterbildung der Erfindung im Kernstift und/oder Mittelkern vorgesehenen zentralen Kühlbohrung ist es möglich, die innerhalb der Zeiteinheit herzustellende Zahl von Spritzteilen zu

so vergrößern, da der Formkern bis in seine Spitze gekühlt werden kann.

Bei der Erfindung laufen die Seitenschieber bei ihrer Axialbewegung bezogen auf den Kernstift parallel-radial zusammen, so daß auch lange Hinterschneidungen in einem Spritzteil entformt werden können. Es kann jede Art Hinterschneidung sowohl bei eckigem als auch bei rundem Grundriß des Spritzteils entformt werden, auch eine eckige oder seitliche Hinterschneidung. Durch seinen Aufbau ist der Formkern eine feste Einheit, die keine Gratbildung am Formteil zuläßt und höchste Genauigkeiten erzielen läßt

Die entlang den konischen Außenflächen 14 des Kernstifts 1 gleitenden und in den Nuten 16 geführten Seitenschieber 2 weisen im Querschnitt im wesentlichen die Form eines Kreissegments auf. Die Sehne 21 jedes Kreissegments ist unterbrochen von einem schwalbenschwanzförmigen Vorsprung 22, der in die Nut 16 eingreift. Das freie Ende jedes Seitenschiebers 2 ist als

Teil der Innenwand des herzustellenden Spritzlings ausgebildet, im Ausführungsbeispiel mit parallelen Riiien 23 versehen. Am Abstand von den parallelen Rillen 23 weist jeder Seitenschieber 2 einen Teil 24 eines ringförmigen Bundes auf, mit dessen Hilfe die Axialbewegung der Seitenschieber 2 innerhalb des Formwerkzeugs erfolgt.

Die entlang den konischen Außenfläche» 15 des Kemstifts 1 gleitenden und in den Nuten 17 geführten Seitenschieber 3 weisen im Querschnitt im wesentlichen die Form eines Trapezes auf, wobei das Trapez eine der Krümmung des Kreissegments jedes Seitenschiebers 2 angepaßte gekrümmte äußere Grundlinie 31 aufweist Die andere Grundlinie 32 ist unterbrochen von einem schwalbenschwanzförmigen Vorsprung 33, mit dessen Hilfe der Seitenschieber 3 in der Nut 17 geführt ist Mit den Schmalseiten 34 liegt jedes Trapez an der Sehne 21 des benachbarten Seitenschiebers 2 an. Damit jede Schmalseite 34 jedes Trapezes stets vollständig an der Sehne 21 des benachbarten Kreissegmentes anliegt, haben die Auflageflächen für die trapezförmigen Seitenschieber 3 über ihre gesamte Länge eine konstante Breite, wie beispielsweise aus F i g. 5 ersichtlich ist Die Neigung der Auflagefläche der kreisförmigen Seitenschieber 2 ist damit festgelegt Auch die Seitenschieber 3 weisen am freien Ende einen Teil der Innenwand des herzustellenden Spritzlings auf, im Ausführungsbeispiel Rillen 35. Im Spritzzustand, das ist der in den F i g. 1 und 3 dargestellte Zustand, bilden alle Seitenschieber 2 und 3 gegebenenfalls gemeinsam mit dem Mittelkern 4, den Formkern für die Herstellung der Innenwandung des Spritzlings. Im Abstand von den Rillen 35 ist an jedem Seitenschieber 3 ein Teil 36 des Bundes vorgesehen. Die Teile 24 und die Teile 36 bilden den vollständigen ringförmigen Bund.

Bei entsprechender Materialauswahl kann der Spreizkern für thermoplastische Verarbeitung, duroplastische Verarbeitung, Metall-Druckguß eingesetzt werden. Der Formkern nach der Erfindung weist eine niedrige Bauart auf, wodurch für seinen Einsatz keine großen Werkzeuge benötigt werden. Der Formkern hat keine Durchmesserbegrenzung nach oben. Der Formkern ist billiger als bekannte Spreizkerne. Er ist auf jeder Art Spritzgießmaschine einsetzbar.

Der Formkern nach der Erfindung ermöglicht es, in «5 weiterer Ausgestaltung den Kernstift als Hohlkörper mit offener äußerer Stirnseite auszuführen und den Hohlkörper mit einem von der offenen äußeren Stirnseite eingeführten Mittelkern auszufüllen. Bei dieser Ausgestaltung ist es möglich, nach einer so Hinterschneidung weitere Verlängerungen, z. B. zylindrische Verlängerungen, anzubringen, die auch noch axiale Einstiche haben können.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen in schematischer Darstellung

F i g. 1 einen Formkern im Spritzzustand in der Ansicht von der oberen Stirnseite und im Axialschnitt entlang der angegebenen Schnittlinie;

F i g. 2 der in F i g. 1 dargestellten Formkern im Entformungsz jstand;

Fig.3 einen Formkern mit einem zusätzlichen Mittelkern im Spritzzustand im Axialschnitt;

Fig.4 den in Fig.3 dargestellten Formkern im Entformungszustand;

F i g. 5 einen in ein Formwerkzeug eingebauten Formkern im Spritzzustand in der Ansicht von der oberen Stirnseite und im Axialschnitt

Der Formkern nach dem Ausfuhrungsbeispiel weist einen Kernstift 1 auf. Um den Kernstift herum sind zwei Gruppen von Seitenschiebern 2 und 3 angeordnet Die derselben Gruppe angehörenden Seitenschieber sind untereinander gleich aufgebaut Je einer der Seitenschieber 2 wechselt auf dem Umfang des Kemstifts 1 mit einem der Seitenschieber 3 ab. Der Kernstift 1 kann einen zusätzlichen Mittelkern 4 enthalten. Einer oder mehrere Formkerne sind Bestandteil eines Formwerkzeugs.

Der Kernstift 1 ist an seinem einen Ende als Verbindungsteil 11 für die Verbindung mit dem feststehenden Teil des Formwerkzeugs ausgebildet Am freien Ende des Verbindungsteils 11 ist ein Gewinde 12 vorgesehen. An der äußeren Stirnseite des Verbindungsteils 11 mündet eine zentrale Kühlbohrung 13, die den gesamten Kernstift 1 bis in den Bereich der entgegengesetzten Stirnseite des Kemstifts 1 durchsetzt. Im Anschluß an den Verbindungsteil 11 ist der Kernstift 1 mit konischen Außenflächen 14 und 15 versehen. Die durch den Winkel β bestimmte Konizität der konischen Außenfläche 15 ist größer als die durch den Winkel « bestimmte Konizität der der konischen Außenfläche 14; sie beträgt im Ausführungsbeispiel etwa das Doppelte. Entlang den konischen Außenflächen 14 gleiten die Seitenschieber 2, entlang den konischen Außenflächen 15 die Seitenschieber 3. Zur Halterung der Seitenschieber 2 und 3 sind die konischen Außenflächen 14 und 15 mit schwalbenschwanzförmigen Nuten 16 und 17 versehen. Die konischen Außenflächen 14 und 15 sowie die schwalbenschwanzförmigen Nuten 16 und 17 beginnen am Verbindungsteil 11 und enden an der dem Verbindungsteil 11 entgegengesetzten Stirnseite des Kemstifts 1.

Bei der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführung ist der Kernstift 1 als Hohlkörper ausgeführt Der Hohlkörper ist von dem eingeführten Mittelkern 4 ausgefüllt. Der Kopf 41 des Mittelkerns 4 dient als Formkern und ist entsprechend der Ausbildung des herzustellenden Spritzlings ausgeführt. Ist der Kernstift 1 mit dem Mittelkern 4 versehen, verläuft die Kühlbohrung 42 axial in dem Mittelkern 4.

Bei dem Formwerkzeug, von dem nur die Maschinenseite in Fig.5 dargestellt ist, handelt es sich um ein herkömmliches Formwerkzeug mit einer Grundplatte 51, mit der der Kernstift 1 verschraubt ist, zwei Schieberführungsplatten 52 und 53 sowie einer Abstreiferplatte 54.

Die Wirkung des Formkerns nach diesem Ausführungsbeispiel ist folgende: Nach dem öffnen des Formwerkzeugs und Entformen des Spritzlings aus der nicht dargestellten Düsenseite werden zunächst die Schieberführungsplatten 52,53 mit der Abstreiferplatte 54 um den Weg s in Axialrichtung bewegt Die Schieberführungsplatten 52, 53 sind miteinander verschraubt und können nur den Weg j zurücklegen. Da der Kernstift 1 fest mit der nicht beweglichen Grundplatte 51 verbunden ist bewegen sich auch die über den Bund 24, 36 mitgenommenen Seitenschieber 2 und 3 um den Weg s. Da der die Konizität der Außenflächen 14 des Kemstifts 1 und der Seitenschieber 2 bestimmende Winkel λ etwa halb so groß ist wie der die Konizität der Außenflächen 15 des Kernstiftes 1 und der Seitenschieber 3 bestimmte Winkel ß, gleiten die Seitenschieber 3 nicht nur um den Weg s in Axialrichtung, sondern gleiten auch entlang den Sehnen 21 auf den benachbar-

ten Seitenschiebern 2 nach innen. Dies ermöglicht den Seitenschiebern 2 die Bewegung entlang den konischen Außenflächen 14 an dem Kernstift 1. Am Ende der Axialbewegung s haben wegen der Beziehung β = la. die Innenkanten am freien Ende der Seitenschieber 3 bezogen auf ihre Ausgangslage einen doppelt so großen Weg radial nach innen zurückgelegt wie die Innenkanten am freien Ende der Seitenschieber 2. Der im Spritzzustand gleiche Abstand s 1 der Innenkanten der Seitenschieber 3 ist also kleiner als der Abstand s 2 der Innenkanten der Seitenschieber 2 von der Mittellinie. Nach Zurücklegen des Weges s ist der Spritzling infolge der kontinuierlichen überlagerten parallelen Axial- und Radialbewegung nach innen frei von den Seitenschie bern 2 und 3: Der größte Außendurchmesser de: Seitenschieber 2 und 3 ist kleiner als der kleinst Innendurchmesser des Spritzlings. Er kann daher vo der Abstreiferplatte 54 aus dem Formwerkzeug entfern werden. Beim Zurückfahren des Formwerkzeugs 5 i seine Ausgangslage gleiten die Seitenschieber 2 und entlang dem Kernstift 1 wieder in ihre Ausgangstag* zurück. Ein neuer Spritzvorgang kann eingeleite

ίο werden. Dabei ist es vorteilhaft, das Formwerkzeug all Mehrfachwerkzeug, also mit mehreren Formkerne auszurüsten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Formkern zum Herstellen von Spritzteilen mit Hinterschneidungen, der einen feststehenden Kernstift mit konischen Außenflächen und eine Segmenthülse aufweist, die aus zwei Gruppen von Seitenschiebern besteht, die abwechselnd am Umfang des K.ernstiftes angeordnet und auf den konischen Außenflächen des Kernstiftes in Längsrichtung bewegbar sind, wobei die Seitenschieber der ersten Grruppe im Querschnitt im wesentlichen die Form eines Trapezes aufweisen und der Neigungswinkel zwischen Kernachse und der diesen Seitenschiebern zugeordneten Außenfläche größer ist als der Neigungswinkel zwischen Kernachse und Außenfläche der Seitenschieber der zweiten Gruppe, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenschieber (2) der zweiten Gruppe im Querschnitt die Form eines Kreissegmentes aufweisen, daß die Seitenschieber (3) der ersten Gruppe so ausgebildet sind, daß jede Schmalseite (34) des Trapezes stets vollständig an der Sehne (21) des Kreissegmentes des benachbarten Seitenschiebers (2) anliegt und daß im Spritzzustand die Seitenschieber beider Gruppen mit ihren äußeren Stirnseiten mit der Stirnseite des Kernstiftes (1) in derselben Ebene liegen.

2. Formkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenschieber (2, 3) innerhalb einer als Schwalbenschwanz ausgebildeten Nut (16, 17) in dem Kernstift (1) geführt ist

3. Formkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernstift (1) als Hohlkörper ausgeführt ist, der von einem Mittelkern (4) ausgefüllt ist

4. Formkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernstift (1) und/oder der Mittelkern (4) eine zentrale Kühlbohrurig (13,42) aufweisen.