DE3237444A1 - Federndes element und ein verfahren und eine vorrichtung zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Federndes Element und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung. ,

Die vorliegende Erfindung betrifft ein federndes Element vorzugsweise eine Klammer und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu ihrer Herstellung.

Klammer in Form eines Metallblechstreifens, welcher umgebogen ist und eine Zunge o.dgl. bildet, sind bekannt. Die Zunge derartiger Klammern hat federnde Eigenschaften und im nicht ausgefederten Zustand der Klammern berührt die Zunge einen Abschnitt des nicht umgebogenen Teils des Metallblechstreifens. Seit langem besteht ein Bedarf für Klammern aus Kunststoff, aber solche Klammern ließen sich

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nicht herstellen unter anderem deswegen, weil die Zunge der fertigen Klammer mit dem nicht umgebogenen Teil des KunststoffStreifens nicht in Berührung steht und demgemäß nicht beispielsweise an einem Blatt Papier, einem Stück Stoff ο.dgl. zu befestigen war.

Demzufolge besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein federndes Element vorzugsweise eine Klammer zu schaffen, die aus Kunststoff besteht und deren Zunge im nicht ausgefederten Zustand des Federelementes mit dem gegenüberliegenden Schenkel desselben in Berührung steht .

Ein Federelement dieser Art läßt sich erfindüngsgemäß herstellen, durch Benutzung einer Kunststofformtechnik, welche ein Schrumpfen des Kunststoffmaterials zur Herstellung eines Elementes mit federnden Eigenschaften vorzugsweise einer Klammer benutzt.

Das erfindungsgemäße Federelement wird in eine Form gegossen, die im Innern eine Kammer aufweist, welche einen Kern umgibt, der seinerseits Ubergahgsabschnitte aufweist, die ihn im einen Stück mit der Form verbinden. Die Besonderheiten des Verfahrens bestehen darin, daß die Form in einem Gebiet, welche das Innere der Form umgibt, gekühlt wird und daß die Kammer mit heißen Kunststoffmaterial gefüllt wird, welches den Kern auf eine höhere Temperatur als die Umgebung bringt, und daß das Kunststof fmaterial innerhalb der Form verfestigt wird. Wenn das

Formstück aus der Form herausgenommen wird, ist zwischen der Zunge und dem gegenüberliegenden Schenkel ein Spalt, der sich nach kurzer Zeit schließt, so daß die Zunge mit dem Schenkel oder einem entsprechenden Teil in Berührung kommt.

Der genaue physikalische Prozess der hier stattfindet ist nicht bekannt, aber es ist zu vermuten, daß der Temperaturunterschied, der bei diesem Verfahren zwischen dem Kern und dem Teil der Form, der die Formkammer umgibt in Verbindung mit den Schrumpfeigenschaften des Kunststoffmaterials für dieses Phänomen von entscheidender Bedeutung sind. Es ist ebenso sicher, daß in der fertigen Klammer Spannungen erzeugt werden, und daß diese Spannungen einen Druck zwischen der Zunge und dem Schenkel verursachen, und daß die Spannungen selbst dann nicht verschwinden, wenn die Klammer über längere Zeiträume hinweg im aufgespreizten Zustand gehalten wird.

Die Besonderheiten der Erfindung werden durch die beigefügten Patentansprüche bestimmt.

Die Erfindung wird im einzelnen anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 Einen Schnitt durch die Form zur Herstellung eines federnden Elementes in Form einer Klammer;

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Fig. 2 eine Draufsicht auf den Boden der Form gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der fertigen Klammer.

Fig, 1 zeigt eine Form die aus zwei Formteilen 1 und 2 besteht. Durch herkömmliche nicht dargestellte Hilfsmittel werden die beiden Formteile längs der Trennlinie 3 in engen Kontakt gebracht. Die Formteile weisen jeweils eine Kammer 4,5 auf, die zusammengenommen, die Form für das/ Endprodukt bilden. Durch Stempel oder Nadeln 6, die verschiebbar im Bodenteil 1 der Form untergebracht sind, wird das gegossene Produkt aus dem Formunterteil ausgeworfen (nachdem zunächst das Formoberteil 2 entfernt wurde). Eine herkömmliche nicht weiter dargestellte Spritzgußmaschine ist zum Einspritzen von heißer Kunststoffmasse in die Formkammern 5, durch einen Einlauf 8 an einen Einguß 7 angeschlossen. Die Formkammern 4,5 sind von einem Kühlkanal 9 umgeben. Der Kühlkanal 9 weist einenEinlaß Io und einen Auslaß 11 auf.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Formunterteil. Wie aus dieser Figur zu ersehen ist, sind zwei Formkammern vorgesehen, jeweils zur Herstellung einer Klammer. Der Einlauf 8 steht mit jeder Kammer über den dargestellten

Kanal 12 in Verbindung. Jede Formkanvmer 5 umgibt einen Kern 13 mit einem Übergangsabschnitt 14 , der zusammen mit dem Formteil 1 aus einem Stück besteht. Die geringste Stärke D des Übergangsabschnittes 14 ist durch die mechanischen Festigkeitserfordernisse bestimmt. Der Kühlkanal 9 umgibt die beiden Formkammern in der dargestellten Weise. Von Bedeutung ist, daß das Kühlen der : Form in einem Gebiet um die Biegung 15 stattfindet, und daß dieser Abschnitt beim Endprodukt Federeigenschaften aufweist.

Das Gießen erfolgt in der, in der Kunststofftechnik bekannten Weise. Ein Kühlmittel wird durch den Einlaß to bis hin zum Auslaß 11 geführt. Eine herkömmliche nicht dargestellte Spritzgußmaschine, wird mit granulatförmigee Kunststoffmasse o.dgl. gefüllt, welche erwärmt und in einen flüssigen Zustand überführt wird. Die Einspritzmaschine wird an den oberen Teil des in Fig. 1 dargestellten Einlaufs 8 angeschlossen und die heiße flüssige Kunststoffmasse wird in die Formkammern 5 gespritzt. Die heiße Kunststoffmasse erwärmt die Kerne 13 zur gleichen Zeit, wie das Kühlmittel die Biegungen 15 kühlt. Nach dem vollständigen Füllen der Formkammern werden die Formteile gegeneinander unter hohem Druck geschlossen gehalten, bis die Kunststoffmasse durch Kühlen vom flüssigen in den festen Zustand gebracht ist, bevor das Formteil 2 entfernt und danach die beiden Klammern mit Hilfe der Nadeln 6 aus dem Formunterteil 1 gestoßen werden.

Im Augenblick des Auswerfens, weisen die Klammern zwischen der Zunge 16 (Fig. 3) und dem Schenkel 17 einen Spalt auf, dessen Breite durch den Abstand D bestimmt ist. Nach kurzer Zeit jedoch schließt sich dieser Spalt und die Zunge 16 berührt den Schenkel 17. Nach dem Auswurf, wird das Formoberteil 2 wieder auf den Formunterteil fixiert und der ganze Vorgang wiederholt. Während der ganzen Zeit strömt das Kühlmittel, welches vorzugsweise Kühlwasser ist durch den. Kanal 9/.

In einer erfindungsgemäßen Abwandlung des Verfahrens,wird die Kühlwasserversorgung nach dem Auswerfen des Gußteiles unterbrochen und erst wieder aufgenommen, wenn heiße Kunststoffmasse in die Formkammern eingespritzt wird.

Aus dem Vorangehenden wird deutlich, daß die Kerne 13 innerhalb der Form ein heißes Gebiet bilden, wohingegen die Gebiete der Form längs des Kanals relativ kühler sind.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, weist jedes Formteil drei oder mehr Formkammern 5 auf, die in geeigneter Weise angeordnet sind, so daß eine große Anzahl von Formteilen gleichzeitig gegossen werden können. Der Kühlkanal ist dann so angeordnet, daß er an den Biegungen 15 aller Gußteile vorbeiläuft.

Ctowohl die Erfindung nur unter Verwendung eines einzigen Kühlkanales 9 dargestellt wurde, können natürlich auch mehrere unabhängige Kühlkanäl-e verwendet werden.

Beispjrel 1

Eine Anzahl Klammern wurde aus Polyäthylen hergestellt, welches in Schweden von Shell unter der Qualitätsbezeichnung SH 61oo verkauft wird und in einem Fall mit einem blauen Farbstoff ( Master Batch) versetzt wird, so daß sichblaue Klammern ergeben und in einem anderen Fall mit einem weißen Farbstoff versetzt wird, so daß sich weiße Klammern ergeben. Jede Klammer war 32 mm breit, der zurückgebogene Teil (die kürzere Zunge) hatte eine Länge von 54mm und die längere Zunge eine Länge von 7omm. Eine blaue und eine weiße Klammer wurden ausgewählt und mit ihnen die folgenden Messungen des Kontaktdruckes gemacht.

Zunächst wurde in jede Ecke des aufgebogenen Teiles der kürzeren Zunge ein kleines Loch gebohrt und dann zwischen die Bohrungen ein Draht eingebunden. Die Klammern wurden befestigt und an.den Mittelabschnitt der Drahtschlaufe wurdeein Dynamometer angebracht. Anschließend wurde das Dynamometer langsam gezogen bis der Kontakt zwischen den Zungen sichtbar unterbrochen wurde. Dann wurde das Dynamometer abgelesen. Mit jeder Klammer wurden mehrere Versuche durchgeführt, wobei sich die folgenden Werte ergaben.

Tabelle 1 . Tabelle 2

{ blaue Klammer) (weiße Klammer) 13og 1oog

2oog . 15og

22og 15og

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Beispiel 2

Es wurden die selben Klammern wie in Beispiel 1 benutzt. Die Klammer wurde in einer horizontalen Position befestigt, so daß der Rand aufwärts zeigte. Dann wurde ein dünnes Blatt Papier in die Klammer eingelegt und das
Dynamometer langsam gezogen, wobei die folgenden Werte
abgelesen wurden :

Tabelle 3 . Tabelle f4

T6og 15og

25og 14og

22og 16og

Aus diesen Beispielen ist zu erkennen, daß die Kontaktdrücke zwischen 1aogp und 2 5ogp (gram pond) schwanken.
Wenn diese Zahlen in' den Liniendruck (Druck pro Längeneinheit über die Breite der Klammer) umgewandelt werden, werden 3 bzw. 5 gp/mm erreicht. Mit Hinblick auf gewisse Ungenauigkeiten der Messergebnisse schwanken der Liniendruck für, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Klammern über die erwähnten Meßwerte. Für die ausgewählten Klammern beträgt der Liniendruck wahrscheinlich etwa 5gp/mm.

Die oben beschriebene Ausführungsform der Erfindung kann, innerhalb der Bandbreite des zu grundliegenden Erfindungsgedankens in vielfältiger Weise abgewandelt und verändert werden.

Claims (1)

1. -Ιο.1 Federndes Element, vorzugsweise eine Klammer in Form eines streifenförmigen Teiles aus wärmeverformbarem, normalerweise festem Material, wobei ein Teil des Streifens zurückgebogen ist und eine Zunge (16) o.dgl. mit Federeigenschaften bildet, die im nicht ausgefederten Zustand des Federelementes mit einem Abschnitt. (17) de,s nicht zurückgebogenen Teiles in Kontakt kommt, dadurch gekennzeichnet, daß das Material Kunststoff ist und das Element ein einteiliges Gußstück ist und das der Kontaktdruck in einer Größenordnung von etwa 5 gram pond/mm ' liegt.

   2. Federndes Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kontaktfläche quer über die Breite erstreckt.

   3. Verfahren zur Herstellung eines Federelementes aus Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element im Spritzgußverfahren hergestellt wird, und daß die einander ■ gegenüberliegenden Wände der Formkammer in dem Gebiet, in welchem das Element Federeigenschaften aufweist,während des Verfestigens des Kunststoffmaterials auf unterschiedlichen Temperaturen gehalten werden, so daß das Element seine endgültige Form nach dem Entfernen aus der Gußform erhält.

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der einander gegenüberliegenden Wände durch Einspritzen von heißer Kunststoffmasse in die Formkammer erwärmt wird, und daß die andere der einander gegenüberliegenden Wände gleichzeitig gekühlt wird.

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   -1 Ιδ. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, .daß das Kühlen durch den Umlauf eines Kühlmittels, beispielsweise Wasser durch die Gebiete bewirkt wird, an denen das Element Federeigenschaften haben soll.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Gebiet während des Gießvorganges kontinuierlich gekühlt wird.

   7. .Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Gebiet der gefüllten Gußform während eines Zeitraumes vor dem Herausnehmen des Gußteiles aus der Form gekühlt wird.

   8. Eine Gußform zur Herstellung eines Federelementes nach · Anspruch 1, vorzugsweise einem Element in Form einer Kunststoffklammer wobei die Form mindestens ein Formteil (2) mit einer Formkammer (5) aufweist, die einen Formkern (13) umgibt, der einen Übergangsabschnitt (14) aufweist, welcher sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Formkammer (5) erstreckt und welcher/zusammen mit der Form aus einem Teil gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gußform außerhalb der Formkammer (5) ein Kühlkanal (9) vorgesehen ist und mit dem Ende des Kernes (13) oder einem entsprechenden Teil in Verbindung steht.

   9. Gußform nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Formkammern (5) jeweils zur Herstellung eines Federelementes vorgesehen sind. ,