DE3444030A1

DE3444030A1 - Verfahren und vorrichtung zum fertigen von weitgehend gratfreien formteilen sowie zugehoeriges spritz- oder giessteil

Info

Publication number: DE3444030A1
Application number: DE19843444030
Authority: DE
Inventors: Wilfried 8500 Nürnberg Heide
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-12-03
Filing date: 1984-12-03
Publication date: 1986-06-05

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Fertigen von weitgehend
grat freien Formteilen sowie zugehöriges Spritz- oder Gießteil Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fertigen von weitgehend grat freien Formteilen, bei dem Werkstoff in eine Werkstückform aus wenigstens zwei Formhälften eingespritzt oder eingegossen wird und bei dem nach Öffnen der Formhälften das Spritz- oder Gießteil an den Formtrennflächen gratbehaftet ist und zur Gratentfernung nachbearbeitet werden muß. Daneben bezieht sich die Erfindung auch auf Spritz- oder Gießteile für nach diesem Verfahren zu fertigende, weitgehend gratfreie Formteile.
Für die Anwendung als Isolierteile in der Elektrotechnik werden Formteile beispielsweise aus Silikonkautschuk gegossen. Aufgrund der niedrigen Viskosität des Gießmaterials, die zudem beim Einspritzen in die vorgeheizte Form deutlich sinkt, sind an den Formtrennflächen Grate, die auch als "Schwimmhäute" bezeichnet werden, nicht zu vermeiden. Ähnliche Grate treten auch bei der Herstellung von Formteilen aus Gummi sowie bei Spritzteilen aus hartplastischen Werkstoffen, wie beispielsweise Duroplasten, auf.
Vorhandene Grate sollen aus hochspannungstechnischen, aber auch aus optischen Gründen so weit wie möglich entfernt werden. Dieses erfolgt üblicherweise nach der Fertigung der Formteile. Beispielsweise werden die sogenannten "Schwimmhäute" von Hand abgezupft bzw. abgeschnitten. Der noch vorhandene Restgrat mit unregelmäßiger Kontur muß anschließend in einem zusätzlichen Arbeitsgang entfernt, beispielsweise abradiert, werden.
Es ist bereits bekannt, die Grate von elastischen Werkstoffen durch Abkühlen zu verspröden und danach mechanisch zu entfernen. Beispielsweise wird in der DE-AS 27 42 704 eine Einrichtung zur Entfernung des Grates von Formgummiartikeln beschrieben, die auf dem Versprödungsprinzip beruht. Weiterhin ist in der Zeitschrift "Gummi-Asbest-Kunststoffe" 9 (1969), S. 879 bis 883 eine Methode zum Entgraten von Gummiformteilen mit flüssigem Stickstoff angegeben, bei der zusätzlich in der Preßform parallel zur Formenkante eine Abpreßnute eingebracht ist, wodurch eine Sollbruchstelle für die versprödeten Teile gebildet wird.
Die bekannten Einrichtungen zum Entgraten sind einerseits aufwendig und andererseits in ihrer Wirkung nicht immer hinreichend. Aufgabe der Erfindung ist es daher, Verfahren und Vorrichtungen anzugeben, mit denen das Entgraten besser beherrscht wird.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an das Spritz- oder Gießteil zunächst ein Grat vorgegebener Querschnittsform angespritzt oder angegossen wird, der anschließend in einem einzigen Arbeitsgang entfernbar ist. Vorzugsweise erfolgt das Entfernen des Grates manuell durch Abreißen. Bei einer Vorrichtung zur Fertigung von Formteilen gemäß diesem Verfahren mit einer Spritz- oder Gießform aus wenigstens zwei Formhälften weist wenigstens eine Formhälfte an der Formtrennfläche umlaufend eine definierte Materialaussparung zur Bildung des Grates auf. Das zugehörige Spritz- oder Gießteil hat demzufolge an der Formtrennfläche umlaufend einen Grat, dessen Dicke sich im Abstand von der Trennfläche nach vorgegebener Funktion verändert.
Bei der Erfindung wird also ein definierter Grat bei der Fertigung der Spritz- oder Gießteile erzeugt.
Durch geeignete Formgebung des Grates, insbesondere in Dreiecks- bzw. Trapezform mit einer konkaven Kontur, läßt sich erreichen, daß die fertigen Formteile lediglich noch Restgrathöhen zwischen 0,02 und 0,10 mm aufweisen, welche aber durchweg gleichmäßig verlaufen.
Solche geringen und insbesondere gleichmäßigen Restgrathöhen ließen sich mit den bekannten Verfahren bisher nicht erreichen. Eine separate Nachbearbeitung ist nunmehr überflüssig.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.
Es zeigen Figur 1 und 2 zwei Ansichten eines Spritz- oder Gießteiles als Zwischenprodukt für das zu fertigende Formteil und Figur 3 schematisch einen Teil der zugehörigenSpritz-oder Gießform zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie Figur 4 und 5 in Schnittdarstellung die Geometrie zweier vorzugsweise verwendeter Gratausbildungen.
Die Figuren sind nicht maßstäblich zueinander gezeichnet. Sie werden teilweise zusammen beschrieben.
In Figur 1 und 2 ist ein Formteil 1 aus Gummi oder anderen weichelastischen Werkstoffen dargestellt, das durch Einspritzen des Materials in zwei Formhälften einer Gießform gefertigt wird. Solche Formteile werden in der Elektrotechnik beispielsweise für Winkelsteckergehäuse benötigt und sollen als Massenteile ohne spezielle Nachbearbeitungsverfahren gefertigt werden können. Üblicherweise sind aber aufgrund der niedrigen Viskosität des Gießmaterials, die sich beim Einspritzen in die vorgeheizte Form noch deutlich verringert, sogenannte "Schwimmhäute" an den Formtrennflächen nicht zu vermeiden. Aus hochspannungstechnischen und/oder optischen Gründen sollen derartige Grate so weit wie möglich entfernt werden, was bisher durch Abzupfen oder Abschneiden erfolgte. Der dabei verbleibende Restgrat wird dabei üblicherweise in einem zusätzlichen Arbeitsschritt abradiert.
In den Figuren 1 und 2 weist das Teil 1 einen Grat 2 definierter Querschnittsform auf. Im einzelnen ist die Querschnittsform des Grates 2 so ausgebildet, daß sich die Dicke des wulstartigen Grates 2 im Abstand von der Formtrennfläche verändert. Der Grat 2 hat dabei an seinem äußeren Rand 3 eine größere Dicke d als am Formansatz. Die Umfangslinien 3, 5 und 5' des Grates 1 umschreiben im wesentlichen eine Dreiecksfläche, wobei die Symmetrielinie 4 in der Ebene der Formtrennfläche, die Linien 5 und 5' dagegen schräg zur Richtung der Formtrennfläche verlaufen. Der Grat 1 kann auch nur einseitig, d.h. unsymmetrisch zur Formtrennfläche verlaufen und durch die Linie 4 begrenzt werden.
Durch eine solche Ausbildung des Gratquerschnittes wird am Ansatz zum Formteil 1 eine Sollbruchstelle 6 gebildet. Wird in das Spritz- oder Gießteil nach Figur 1 ein Einschnitt 8 bis zur Werkstückkante vorgenommen und in Richtung des Pfeiles 9 gezogen, erfolgt eine gezielte Rißbildung entlang der Sollbruchstelle durch die Deh- nung des Grates 2. Der gesamte Grat 2 läßt sich nunmehr manuell entfernen, ohne daß störende, ungleichmäßig ausgebildete Restgrate stehenbleiben.
In Figur 3 besteht eine Spritzgießform aus einer ersten Formhälfte 10, die im wesentlichen eine Negativform 1' zum Formteil 1 aufweist. Umlaufend zur Formteilkontur ist auf der Formtrennfläche eine Materialaussparung 2' eingebracht, die die Form des anzuspritzenden Grates definiert. Die zugehörige zweite Formhälfte ist nicht im einzelnen dargestellt; sie kann entsprechend der Formhälfte 10 ausgebildet sein und Spritz- bzw. Gießzuführungen aufweisen.
In Figur 4 hat ein Formteil 11 einen Grat 12, der im wesentlichen Trapezform mit den Linien 13, 14 sowie 15 und 15' aufweist. Als vorteilhaft hat sich bei der Trapezform eine untere Länge von 6 mm, eine Oberlänge von 2 mm und eine Höhe von 1 mm ergeben. Die Trapezkanten 15 sind dabei konkav ausgebildet und werden durch einen Umfangsabschnitt eines Kreises mit einem Radius von 6 mm gebildet. Am Ansatz zum Formteil 11 läuft der Radius auf der Kante 15 aus, so daß hier die dünnste Stelle des Materials und damit die Sollbruchstelle 26 definiert wird.
Ganz entsprechend hat in Figur 5 ein Formteil 21 einen Grat 22 mit den Linien 23 bis 25. Die Linien 23 und 24 bilden einen rechten Winkel, wobei die Linie 24 in der Ebene der Formtrennflächen verläuft. Die konkave Linie 25 wird in diesem Fall durch den Ausschnitt einer e-Funktion gebildet, welche wiederum in der Kante des Formteiles 20 ausläuft, so daß die Sollbruchstelle 26 definiert wird. Auch andere funktionelle Abhängigkeiten, beispielsweise nach Art einer Sinusfunktion, sind möglich.
Zum Realisieren der beschriebenen Grat formen ist die Spritz- oder Gießform gemäß Figur 3 mit entsprechenden Aussparungen zu versehen. Wenn bei metallischen Werkstückformen die Materialaussparungen mit rotierenden Werkzeugen spanend eingebracht werden, empfiehlt sich eine symmetrische Ausbildung der Aussparung für einen Grat entsprechend Figur 4. Letzteres hat für das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil einer hinreichend großen Angreiffläche beim manuellen Abreißen.
Zum Einbringen der Materialaussparungen in die Werkstückform sind auch andere Verfahren, beispielsweise Funkenerosion oder EC-Senken, möglich.
Außer bei Silikongummi-Spritzgußteilen kann die Erfindung auch für andere mittels mehrerer Formhälften durch Spritzen oder Gießen herzustellende Formteile, beispielsweise für Faltenbälge, Dichtungen oder dergleichen, aber auch für Formteile aus hartplastischen Werkstoffen verwendet werden. Es ergeben sich auch dort Vereinfachungen gegenüber den bisher bekannten Entgrattechnologien.
12 Patentansprüche 5 Figuren

Claims

Patentansprüche )Verfahren zum Fertigen von weitgehend gratfreien normteilen, bei dem Werkstoff in eine Werkstückform aus wenigstens zwei Formhälften eingespritzt oder eingegossen wird und bei dem nach Öffnen der Formhälften das Spritz-oder Gießteil an den Formtrennflächen gratbehaftet ist und zur Gratentfernung nachbearbeitet werden muß, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß an das Spritz- oder Gießteil (1, 11, 21) zunächst ein Grat (2, 12, 22) vorgegebener Querschnittsform angespritzt oder angegossen wird, der anschließend in einem einzigen Arbeitsgang entfernbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Grat (2, 12, 22) manuell entfernt, vorzugsweise abgerissen, wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Abreißen der Grat (2, 12, 22) zunächst von außen bis zur Kante des Formteiles (1, 11, 21) eingeschnitten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Grat unsymmetrisch in bezug auf die Formtrennfläche ausgebildet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß das Abreißen in Richtung der Unsymmetrie des Grates (2, 12, 22) erfolgt.
5. Vorrichtung zum Fertigen von Formteilen gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 4 mit einer Spritz- oder Gießform aus wenigstens zwei Formhälften, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß wenigstens eine der Formhälften (10) an den Formtrennflächen eine definierte Materialaussparung (2') zur Bildung des Grates (2) aufweist.
6. Spritz- oder Gießteil für nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 4 zu fertigende, weitgehend grat freie Formteile, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß es an der Formtrennfläche einen Grat (2, 12, 22) aufweist, dessen Dicke sich im Abstand von der Trennfläche nach vorgegebener Funktion vergrößert.
7. Spritz- oder Gießteil nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Grat (2, 22) im Querschnitt im wesentlichen Dreiecksform aufweist.
8. Spritz- oder Gießteil nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Grat (12) im Querschnitt im wesentlichen Trapezform aufweist.
9. Spritz- oder Gießteil nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schenkel (15, 25) von Dreieck bzw. Trapez eine konkave Linie bilden.
10. Spritz- oder Gießteil nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die konkave Linie (15, 25) in der Kante der Formtrennfläche ausläuft und dort eine Sollbruchstelle (16, 26) definiert.
11. Spritz- oder Gießteil nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die konkave Linie (15) durch den Umfangsausschnitt eines Kreises gebildet ist.
12. Spritz- oder Gießteil nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die konkave Linie (25) durch den Ausschnitt einer e-Funktion oder einer Sinusfunktion beschreibbar ist.