DE2926008B2

DE2926008B2 - Verbundformteil aus einer eine Vielzahl von vorgegebenen Durchgangsbohrungen aufweisenden Metallplatte und einem an diese in einer Spritzgießform angespritztes, einteiliges Formstück aus Kunststoff

Info

Publication number: DE2926008B2
Application number: DE19792926008
Authority: DE
Inventors: Hideki Asano; Tsuneo Hitachi Narusawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-06-28
Filing date: 1979-06-27
Publication date: 1981-08-20
Also published as: DE2926008A1; DE2926008C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundformteil entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem solchen bekannten Verbundformteil ist die Angußstelle über einem der Flansche angeordnet. Dies hat zur Folge, daß sich hohe Restspannungen einstellen, die zur Rißbildung in den Teilstücken, zu einer Verformung der Angußverbindungen und zu einer Auslenkung der aktiven Bauelemente, beispielsweise in Form von Vorsprüngen, aus der vorher festgelegten Lage führen können.

Man hat deshalb bereits die Angußstelle über den gewöhnlich aus Vorsprüngen bestehenden Aktivbauteilen angeordnet. Die dadurch eingeschränkte Rißbildung und die relativ geringe Verformung der Teilstücke und Angußverbindungen geht jedoch auf Kosten von Schwankungen in der Höhe der aus Vorsprüngen bestehenden aktiven Bauteile. Da außerdem eine große Anzahl von Angußstellen vorgesehen werden muß, ist

die Herstellung der Spritzgießform aufwendig.

Man hat weiterhin die Angußstellen so angeordnet, daß sie in die Angußverbindungen münden. Dies hat wiederum den Nachteil, daß sich Restspannungen an der Angußstelle konzentrieren, was zur Rißbildung und zur Wölbung der Angußverbindungen führen kann. Die Wölbung kann ihrerseits ein unerwünschtes Auslenken des aktiven Bauteils aus der vorgegebenen Stellung bewirken.

ίο Da die Angußverbindungen bei dem bekannten Verbundformteil über ihrer Länge eine konstante Höhe und Breite haben, ergeben sich ferner Spannungskonzentrationen an den Obergangsstellen in die Flansche, was eine weitere Ursache für eine Rißbildung in diesen Bereichen ist Da aufgrund des konstanten Querschnitts die Angußverbindungen eine konstante Steifigkeit haben, führen verbleibende Restspannungen wiederum zu unerwünschten Neigungen der aktive Bauteile bildenden Vorsprünge.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, bei dem Verbundformteil der eingangs genannten Art unter Beibehaltung einer hohen Abmessungsgenauigkeit eine gute Dimensionsstabilität unter Vermeidung von Rißbildungen zu erreichen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Verbundformteil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Angußstelle in eine der Angußverbindungen im Formhohlraum der Spritzgießform in der Verlängerung wenigstens einer zusätzlichen Durchgangsbohrung der Metallplatte angeordnet ist.

Dadurch, daß die Angußstelle bei einer weiteren Durchgangsbohrung im Bereich der Angußverbindung gegenüberliegend vorgesehen wird, ergeben sich in dem verfestigten Verbundformteil keine Spannungskonzentrationen und Restspannungen. Dies hat zur Folge, daß die mechanische Festigkeit des Verbundformteils erheblich gesteigert wird. Außerdem ist eine Fertigung mit hoher Abmessungsgenauigkeit möglich, wobei Abmessungen und Positionierungen der Elemente des Verbundformteils stabil gehalten werden. Es besteht keine Neigung zu einer nachträglichen Verformung oder einer unerwünschten Lageänderung der aktiven Bauteile. Stellt man zwei Verbundformteile unter Verwendung von Polyazetal als Kunststoff für das angespritzte einteilige Formstück her, das eine ohne Zuordnung einer zusätzlichen Durchgangsbohrung zu der Angußstelle in einer Angußverbindung, das andere mit der erfindungsgemäßen Zuordnung von Angußstelle in der Angußverbindung und Durchgangsbohrung, zeigt sich, daß bei gleichen Herstellungsbedingungen in dem in bekannter Weise gebildeten Verbundformteil nach einem Zeitablauf von 730 Stunden Risse auftreten, während sich eine geringfügige Rißbildung bei dem erfindungsgemäß hergestellten Verbundformteil nach 1580 Stunden zeigt.

Zweckmäßigerweise hat jede Angußverbindung an ihrer Einmündung in einen Flansch eine größere Querschnittsfläche als in ihren übrigen Abschnitten, was durch eine Verjüngung oder Verengung erreicht werden kann. Für den Fall, daß geringe Restspannungen vorhanden sind, führen diese nur zu einer Verformung im Bereich der kleinen Querschnitte der Angußverbindung, ohne die Dimensionsstabilität der aktiven Bauteile zu beeinträchtigen.

Von der der Angußstelle gegenüberliegenden Durchgangsbohrung ausgehend, sollen sich nicht mehr als drei Angußverbindungen erstrecken, da es sich gezeigt hat, daß bei mehr als drei Angußverbindungen ein

sprunghafter Anstieg von Restspannungen in den Angußverbindungen auftritt Zweckmäßigerweise werden dabei die Angußverbindungen in gleichen Winkelabständen zueinander vorgesehen, um vorhandene Restspannungen gleichmäSig zu verteilen.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeig'

F i g. 1 im Schnitt eine erste Ausführungsform eines Verbundformteils mit der Spritzgießform,

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Verbundformteil von Fig. 1,

F i g. 3 in einem Längsschnitt eine zweite Ausführungsform eines Verbundformteils und

F i g. 4 eine Draufsicht auf das Verbundformteil von F ig. 3.

Wie in F i g. 1 gezeigt ist, hat die Spritzgießform eine obere und eine untere Formhälfte 3, die aufeinandergesetzt den Formhohlraum bilden. In dem Formhohlraum is\ eine Metallplatte 2 mit Durchgangsbohrungen 1 und einer zusätzlichen Durchgangsbohrung 7 vorgesehen. Die zusätzliche Durchgangsbohrung 7 in der Metallplatte 2 ist der Angußstelle 6 gegenüberliegend angeordnet.

Das Formstück wird durch Einspritzen von Kunststoff in den Formhohlraum durch das Angußstück 6 ausgebildet. Bei dem fertigen Verbundformteil sind die Durchgangsbohrungen 1 mit Kunststoff gefüllt und bilden ein Stück mit Flanschen 4, deren Durchmesser größer ist als der der zugehörigen Durchgangshohrung 1. Die auf der oberen und unteren Oberfläche der Metallplatte 2 ausgebildeten Flansche 4 sind durch Angußverbindungen 8 miteinander verbunden, denen auch die zusätzliche Durchgangsbohrung 7 zugeordnet ist, in welche die Angußstelle 6 mündet. An den oberen

Flanschen 4 sind mittig aktive Bauelemente in Form von Vorsprüngen 5 ausgebildeL Die Haltekraft zwischen der Metallplatte 2 und dem Formstück aus Kunststoff resultiert aus den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Materialien.

Bei der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsform sind die Angußverbindungen 8 mit Querschnittsverringerungen versehen, wobei die Querschnittsfläche an der Einmündung in einen Flansch größer als in den übrigen Abschnitten ist. Diese Querschnittsreduzierung kann durch Verringern der Breite bei konstant gehaltener Höhe, durch Verringern der Höhe bei konstant gehaltener Breite oder durch Verringern von Höhe und Breite der Angußverbindung 8 erreicht werden.

Für die Herstellung eines Verbundformteils wird zunächst die Metallplatte 2 zwischen den Formhälften 3 einer zugeordneten Spritzgießform in der erforderlichen Weise angeordnet. Der geschmolzene Kunststoff wird dann durch eine Zuführung von außen über die Angußstelle 6 im Bereich der zusätzlichen Durchgangsbohrung 7 eingespritzt, von wo aus sich die Kunststoffschmelze im Formhohlraum unter Bildung der Angußverbindungen 8, der Flansche 4 und der Vorsprünge 5 verteilt. Beim Aushärten des Kunststoffs bildet dieser ein einteiliges Formstück, das die zugeordneten Bereiche der Metallplatte 2 durchsetzt und fest umschließt. Nach dem öffnen der Formhälften 3 kann das Verbundformteil entnommen werden, das frei von Rissen ist und auch während langer Zeiträume nicht zur Rißbildung neigt. Die vertikale Anordnung der Vorsprünge 5 bleibt erhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verbundformteil aus einer eine Vielzahl von vorgegebenen Durchgangsbohrungen aufweisenden Metallplatte und einem an diese in einer Spritzgießform angespritztes, einteiliges Formstück aus Kunststoff,

mit einem in Kontakt mit der einen Oberfläche der Metallplatte stehenden ersten, wenigstens zwei Durchgangsbohrungen in der Metallplatte überdekkenden Teilstück des Formstückes,
einem in Kontakt mit der anderen Oberfläche der Metallplatte stehenden zweiten, die beiden Durchgangsbohrungen überdeckenden Teilstück, welches mit dem ersten Teilstück über die in die Durchgangsbohrungen eingespritzte Kunststoffmasse einstückig verbunden ist,

mit an den Teilstücken einstückig angeformten, eine größere Fläche als die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrungen aufweisenden, die Durchgangsbohrungen überdeckenden und an der Oberfläche der Metallplatte fest anliegenden Flanschen, von denen aus sich aktive Bauelemente des Formstückes erstrecken und die jeweils auf einer Oberfläche der Metallplatte durch eine Angußverbindung miteinander einstückig verbunden sind,
und mit einer in eine der Angußverbindungen einmündenden Angußstelle für die eingespritzte Kunststoffmasse,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Angußstelle (6) in eine der Angußverbindungen (8) im Formhohlraum der Spritzgießform in der Verlängerung wenigstens einer zusätzlichen Durchgangsbohrung (7) der Metallplatte (2) angeordnet ist.

2. Verbundformteil nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Angußverbindung (8) an ihrer Einmündung in einen Flansch (4) eine größere Querschnittsfläche als in ihren übrigen Abschnitten aufweist.

3. Verbundformteil nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich von der der Angußstelle (6) gegenüberliegenden Durchgangsbohrung (7) ausgehend nicht mehr als drei Angußverbindungen (8) erstrecken.