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Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffkappen im
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Sprit zgußverfahren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen
von Kunststoffkappen im Spritzgußverfahren, insbesondere von Kappen für Thermostatventile
an Heizkörpern, mit einem Formwerkzeug, in dessen Formkörper ein Kern unter Einhaltung
des die zu spritzende Kappe bestimmenden Hohlraums einsetzbar ist.
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Thermostatventile an Heizkörpern enthalten Temperaturfühler, die die
Ventile in Abhängigkeit von der Raumtemperatur regeln. Solch ein Temperaturfühler
ist häufig mit einer Kappe aus Kunststoff abgedeckt, die den Temperaturfühler schützt
und gleichzeitig als Handrad für die Einstellung des Ventils durch Verdrehen dient
Die Befestigung der Kappe an dem Thermostatventil geschieht durch Aufklemmen, wobei
ein Ring des Halters des Temperaturfühlers in eine an der inneren Obgfläche der
Kappe eingearbeitete Nut eingreift. Beim Aufsetzen der Kappe wird diese im Bereich
ihrer Nut geringfügig aufgeweitet, damit der Ring des Halters in die Nut hineingelangen
kann.
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Zur Herstellung derartiger Kunststoffkappen sind Formwerkzeuge bekannt,
deren in den Formkörper hineinragender Kern als zusammenfaltbarer Kern ausgebildet
ist. Ein solcher Kern ist aus einer Vielzahl von Segmenten zusammengesetzt, die
sich gleichmäßig in radialer Richtung geringfügig verschieben lassen, so daß der
äußere Durchmesser des Kernes entweder größer oder kleiner wird. Diese Anordnung
ist erforderlich, um das Aus formen der fertigen Kappe mit der Nut aus dem Formwerkzeug
zu ermöglichen. Da aufgrund der hohen Abformgenauigkeit, die das Spritzgußverfahren
bietet, auch etwaige Fehler am Werkstück abgebildet werden, müssen die Formwerkzeuge
sehr exakt gearbeitet sein. Formgebende Oberflächen sind meist hochglanzpoliert
oder der gewünschten Oberflächenausführung, beispielsweise Narbung oder Hammerschlag
genauestens nachgebildet. Die Herstellung der Formwerkzeuge, insbesondere des zusammenfaltbaren
Kerns wird wegen der hohen Anforderungen an die Genauigkeit daher sehr teuer. Formwerkzeuge
werden beispielsweise durch Funkenerrosion hergestellt. Auch bei Berücksichtigung
der großen Stückzahlen für die aufgelegten Serien von Kappen erweist sich die bekannte
Vorrichtung mit dem zusammenfaltbaren Kern
wegen dessen komplizierten
Aufbaus als nachteilig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Formwerkzeug durch Schaffung
eines einfacher aufgebauten Kernes für die Herstellung von Kunststoffkappen zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch. gelöst, daß der Kern aus
drei konzentrisch zueinander angeordneten Rotationskörpern mit gemeinsamer Achse
besteht, von denen ein als Innenteil ausgebildeter Körper und ein als Außenteil
ausgebildeter Körper zueinander und in Bezug auf die Achse starr angeordnet sind,
während ein dazwischen befindliches Mittelteil um die Achse verdrehbar ist. Eine
solche Ausbildung des Kernes ermöglicht es, den äußeren Durchmesser des Mittelteils
und damit des Kerns in einem bestimmten Bereich an bestimmten Stellen geringfügig
zu verändern, so daß es möglich ist, daß der Kern an der inneren Oberfläche des
Formstückes angeformte Vorsprünge durch geringfügiges Verdrehen des Mittelteils
um die Achse für den Ausformvorgang des Werkstückes freigibt.
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Bevorzugt endet das Mittelteil innerhalb des Formkörpers in einem
stirnseitig ausgebildeten Kreisring, wobei dieser und das Außenteil an ihrem Umfang
nahezu einen gemeinsamen Mantel des Kerns bilden.
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Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Schutzansprüchen enthalten.
Der Schutzumfang erstreckt sich nicht nur auf die beanspruchten Einzelmerkmale,
sondern auch auf deren Kombination.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen: Fig.1 ein Thermostatventil in perspektivischer Darstellung; Fig.2 einen
axialen Schnitt durch das Thermostat ventil; Fig.3 einen Schnitt durch eine Vorrichtung
zum Herstellung der Kunststoffkappe des Thermostatventils; Fig.4 eine Abwicklung
der Kunststoffkappe in einer Draufsicht auf die innere Oberfläche des Mantels; Fig.5
einen axialen Schnitt durch den gemeinsa-bzw. eine Ansicht men Mantelbereich/von
Innenteil, Mittelteil und Außenteil des Kernes und der daran geformten Kappe, als
Ausschnitt; Fig.6 einen radialen Schnitt durch Kappe und Kern gemäß Linie VI-VI
der Fig.5; Fig.7 einen Schnitt der Kappe und des Kreisring ges gemäß Fig.6 nach
geringfügiger Verdrehung des Kreisringes und damit verbundener Aufweitung der Kappe.
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Eine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Kappe 10 ist
als Schutzkappe des Temperaturfühlers 11
eines Thermostatventils
12 vorgesehen und auf einen Halter 13 für den Temperaturfühler 11 aufgesteckt. Die
Befestigung der Kappe 10 an dem Halter 13 ist eine Steckverbindung, wobei in zwei
im Abstand angeordnete Nuten 14 und 15 an der inneren Oberfläche der Kappe 10 Federn
des Halters 13 eingreifen. In die Nut 14 greift eine Feder ein, die als an dem Halter
13 angeformter Kreisring 16 ausgebildet ist, In die Nut 15 greifen Federn an ein,
die als Kreisringsegmente 17 den äußeren Oberflächen von den Halter 13 hier bildenden
Zungen angeformt sind. Die Kappe 10 und der Halter 13 sind jeweils aus Kunststoff
hergestellt.
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Die Kappe 10 hat außer ihrer Schutzfunktion die Aufgabe, als Handrad
' die Einstellung des Thermostatventiles 12 durch Verdrehen zu ermöglichen. Zu diesem
Zweck sind der Halter 13 und die Kappe 10 in tlmfangsrichtung gegenseitig durch
eine Verzahnung 18 an der inneren Oberfläche der Kappe 10 und durch eine entsprechende
Verzahnung, die sich an den äußeren Oberflächen der Zungen des Halters 13 befindet,
festgelegt, da diese beiden Verzahnungen ineinander eingreifen. Das Aufstecken der
Kappe 10 auf den Halter 13 ist mit den Verzahnungen möglich, weil die Verzahnungen
zur gemeinsamen Achse der Kappe 10 und des Halters 13 parallel verlaufen.
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Die Kappe 10 ist mit einer Vielzahl von Längsschlitzen 19 versehen,
die sich parallel zur Achse im Kappenmantel erstrecken und den Luftdurchtritt durch
die Kappe 10 zu dem Temperaturfühler 11 ermöglichen. Dieser Temperaturfühler, auch
Regulierkopf genannt, wirkt in Abhängigkeit von der Raumtemperatur der Luft auf
einen Fühlerdorn 20,.der koaxial zu dem Halter 13 angeordnet und in axialer Richtung
verschiebbar ist. Das aus dem Temperaturfühler 11 herausragende Ende des Fühlerdorns
20
wirkt auf das Ventil des Heizkörpers ein. Die Verschiebung des Fühlerdorns 20 wird
einmal von der Temperatur der Raumluft und zum anderen von der Einstellung des Thermostatventiles
12 bestimmt. Diese Einstellung läßt sich mit Hilfe eines an dem Halter 13 ausgebildeten
Außengewindes 21, das in ein festes Innengewinde eingeschraubt ist, beim Verdrehen
der Kappe 10 in Umfangsrichtung einstellen.
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Für die Herstellung der Kappe 10 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
ein Formwerkzeug auf, das aus einem Formkörper 22 und einem in diesen hineinragenden
Kern besteht, wobei zwischen dem Formkörper 22 und dem Kern ein Hohlraum eingehalten
wird, der die Form der zu spritzenden Kappe 10 bestimmt. Dieser Hohlraum ist über
eine in dem Formkörper 22 angebrachte Öffnung 23 für den Eintritt des zu spritzenden
Kunststoffes in das Formwerkzeug versehen. Der Formkörper 22 liegt bei geschlossenem
Formwerkzeug einseitig an einer Auswerferplatte 24 an. Nach Beendigung des Spr-itzvorganges
wird er von dort entfernt, so daß die Auswerferplatte 24 die fertige Kappe 10 von
dem Dorn abschieben kann. In dem Formkörper 22 sind an der innerenOberfläche Rippen
25 parallel zur Achse der Kappe 10 ausgebildet, die der Form der Längsschlitze 19
entsprechen.
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Der Kern des Formwerkzeugs besteht aus drei mit gemeinsamer Achse
angeordneten Rotationskörpern, einem Außenteil 26, einem Mittelteil 27 und einem
Innenteil 28. Der Kern ragt mit einem Ende aus dem Formkörper 22 heraus.
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Dort sind das Außenteil 26 und das Innenteil 28 stirnseitig an einer
Aufspannplatte 29 befestigt, das Innenteil 28 ist dort unmittelbar befestigt, während
das Außenteil 26 über Schraubenbolzen 30 und 31 mit Hilfe einer weiterenPlatte 32
dort befestigt ist. Das Innenteil
28 kann sich somit gegenüber
dem Außenteil 26 nicht bewegen. Es endet innerhalb des Formkörpers 22 in einer Kreisscheibe
33, deren äußerer Durchmesser dem inneren Durchmesser der Kappe 10 im Bereich von
deren Deckel 34 entspricht und größer ist als der äußere Durchmesser des übrigen
Innenteils 28. Am Umfang der Kreisscheibe 33 ist eine die Verzahnung 1 der Kappe
10 bildende Verzahnung angeordnet.
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Das Mittelteil 27, welches das Innenteil 28 hülsenförmig umgibt, endet
innerhalb les Formkörpers 22 in einem Kreisring 35, der an der Kreisscheibe 33 des
Innenteils 28 stirnseitig anliegt und mit der Kreisscheibe 33 am äußeren Umfang
einen gemeinsamen Mantel von bildet. Dieser Mantel wird ler äußeren Oberfläche des
Außenteils 26 vervollstän-digt, das innerhalb des Formkörpers 22 an dem Kreisring
35 des Mittelteils 27 stirnseitig anliegt.
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an Der Kreisring 35 des Mittelteils 27 ist/seiner äußeren mantelförmigen
Oberfläche, die einen Teil der Form für die Kappe 10 bildet, mit einer Vielzahl
von gleichartigen, in gleichen Aljständen zueinander ange--ordneten Ausnehmungen
36 ver;ehen, die so angeordnet sind, daß sie jweils zwischen zwei benachbarten Rippen
des Formkörpers 22 liegen. Die Ausí-ehmungen 36 haben eine solche Form, daß mit
ihnen Nasen 37 an die Kappe 10 angeformt werden, die an der inneren Oberfläche der
Kappe 10 in Richtung zu deren Öffnung hin auslaufen. Der Kreisring 35 ist an seiner
äußeren Oberfläche so geformt, daß die von ihm gebildeten Nasen 37 der Kappe 10
die an der inneren Oberfläche der Kappe angeordneten Nuten 15 einseitig begrenzen.
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Die Naser 37 an der inneren Oberfläche der Kappe 10 sind in (Jrnfang>srichti#ng
nach innen konvex. gewölbt und
dementsprechend sind ic Ausnehmungen
36, welche die Form für die Nasen 37 bilden, an dem Kreisring 3'.') in Umfangsrichtung
nach innen konkav gewölbt. tim eine fertig gespritzte Kappe 10 aus dem Formwerkzeug
herauslösen zu können, um also die Kappe 10 von dem Kern abschieben zu können, ist
es erforderlich, das Mittelteil 27 des Kerns um einen solchen Winkel zu verdrehen,
daß die Nasen 37 der Kappe 10 und die Ausnehmungen 36 des Kreisringes 35 außer Eingriff
gelangen. Nach einer solchen Verdrehung ist eine Stellung erreicht, wie sie in Figur
7 der Zeichnung dargestellt ist. Während dieser Verdrehung des Kreisringes 35 gleiten
die die Ausnehmungen 36 begrenzenden Kanten des Kreisrings 35 über die konvex gewölbten
Oberflächen der Nasen 375 wobei ein geringfügiges fe-derndes Aufweiten der Kappe
10 erfolgt, so daß ihre außere Kontur die in Figur 3 gezeichnete strichpunktierte
Linie 38 einnimmt. Nun liegen die Nasen 37 nicht mehr an dein Absatz 39 des Kreisringes
an 35, so daß eine Bewegung der Kappe 10 in axialer Richtung fort von dem Kern möglich
ist. Die Verdrehung wird an dem Mittelteil 27 mit Hilfe einer Zahnstange 40 durchgeführt,
deren Verzahnung in eine an dem freien Ende des Innenteils 28 ausgebilde1,e Verzahnung
41 eingreift.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung des Kernes mit einem um seine Achse
drehbaren Mittelteil 27, welches zwischen zwei festen Teilen, dem Innenteil 28 und
dem Außenteil 26 angeordnet ist, ermöglicht es also, an der Kunststoffkappe eine
Fefestigungsnut 15 anzubringen und die Kunststoffkappe trotzdem nach dem Spritzvorgang
von dem Kern zu lösen. Die weitere Nut 14 zur Befestigung der Kunststoffkappe an
dem Halter 13 wird von einem Wulst 42 gebildet, der als an dem Außenteil
26
angeformter Ring ausgeführt ist. Diese Nut 14 kann eine so geringe Tiefe haben,
daß sich die Kappe 10 beim Auswerfvorgang im noch heißen Zustand leicht elastisch
verfort, so daß sie mit ihrem der Nut 14 benachbarten Oberrlächenhereich über den
Wulst 42 hinweggleitet. Es ist aber auch möglich, in diesem Bereich der inneren
Oberfläche der Kappe 10 einen Kreisring des Mittelteils 27 vorzusehen.
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