DE3533310A1

DE3533310A1 - Verfahren und vorrichtung zum formen eines mit hinterschnittenen abschnitten versehenen elements

Info

Publication number: DE3533310A1
Application number: DE19853533310
Authority: DE
Inventors: Masami Ibaraki Takeda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-09-19
Filing date: 1985-09-18
Publication date: 1986-03-27
Also published as: DE3533310C2; JPS6174817A; US4695421A; FR2570305A1; JPH0146296B2

Description

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Dipl.-Ing. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 202403

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Canon Kabushiki Kaisha Tel.:089-539653

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18. September 1985 DE 5165

Verfahren und Vorrichtung zum Formen eines mit hinterschnittenen Abschnitten versehenen Elements

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen eines Gegenstandes, der mit hinterschnittenen Abschnitten, beispielsweise Querlöchern, die in der inneren Umfangsflache einer Schraube (Helicoid) oder eines zylindrischen Elementes vorgesehen sind, versehen ist, mit Hilfe eines Kernes.

Es sind bisher verschiedene Verfahren zum«Formen eines mit hinterschnittenen Abschnitten versehenen Elementes vorgeschlagen worden. Eines dieser Verfahren ist in der US-PS 4 130 264 beschrieben und macht von einem offenen Kern Gebrauch, der an einer Spritzgußform montiert ist. Der in dieser Veröffentlichung beschriebene offene Kern besitzt eine Konstruktion, wie sie in Figur 1 der Zeichnung dargestellt ist, wobei Gleitkerne 2 und 4 zum Formen eines hinterschnittenen Abschnittes relativ zu einem Kernstab 1 in Schubrichtung relativ zu einer Achse 0,-0- bewegt und wobei die Gleitkerne 2, 4 beim öffnen und Schließen sowie der Kernstab durch ein in Figur 1 nicht gezeigtes Führungselement gelagert werden. Eine hohe Genauigkeit bei dem geformten Gegenstand kann daher nur dann erreicht werden, wenn der Neigungswinkel o< des Gleitkernes 2 relativ zum Kernstab 1

Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Deutsche Bank (München) Kto. 2861060 Postscheckamt (München) Kto. 670-43-804

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und die Genauigkeit des Neigungswinkels /3 des Gleitkernes 4 relativ zum Kernstab 1 und die Genauigkeit der Passung der Gleitkerne 2 und 4 groß ist. Somit wird eine hohe Oberflächengenauigkeit und Haltbarkeit der Metallform gefordert, was bei der herstellung der Metallform Schwierigkeiten bereitet. Um eine glatte Relativbewegung zwischen dem Kernstab 1 und den Gleitkernen 2, 4 zu erreichen, ist darüberninaus zwischen diesen Elementen Spiel erforderlich, was wiederum die Oberflächengenauigkeit des geformten Gegenstandes stark beeinflußt, so daß es schwierig wird, Produkte mit hoher Genauigkeit zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formverfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung dafür zur Verfügung zu stellen, mit dem bzw. der die Oberflächengenauigkeit von geformten Gegenständen auf einem hohen Niveau gehalten werden kann.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung eines Formverfahrens, das während der Entfernung eines geformten Gegenstandes kein Spiel zwischen Formteilen erfordert und bei dem die Formteile relativ zueinander in engem Kontakt stehen, wobei deren Relativlage mit einer großen Genauigkeit eingehalten werden kann, so daß eine große Oberflächengenauigkeit des geformten Gegenstandes erreicht werden kann.

Desweiteren soll durch die Erfindung ein Formverfahren zur Verfügung gestellt werden, bei dem geteilte Kerne für die hinterschnittenen Abschnitte eines geformten Gegenstandes dadurch voneinander getrennt werden, indem sie in einer Richtung senkrecht zu einer Achse mit einer verzögerten zeitlichen Abstimmung bewegt werden, wodurch die hinterschnittenen Abschnitte des geformten Gegenstandes nicht beschädigt werden.

Schließlich soll durch die Erfindung ein Formverfahren zur Verfügung gestellt werden, bei dem aus einer Vielzahl von geteilten Kernen jeder übernächste geteilte Kern mit einer verzögerten zeitlichen Abstimmung bewegt wird, so daß auf diese Weise die geteilten Kerne voneinander wegbewegt werden können, oh^e dabei geformte Gegenstände einer großen Dicke und hinterschnittene Abschnitte einer kleinen Form zu beschädigen.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den Patentansprüchen gelöst.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
20

Figur 1 den Stand der Technik;

Figur 2 einen Schnitt durch einen Formgegenstand,

der durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt

worden ist;

die Figuren 3A -3E Schnittansichten von wesentlichen Teilen

entlang der Axialrichtung des Mittel-

Stiftes einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, wobei Figur 3A den Zustand vor dem Eingießen eines Harzmateriales, die Figuren 3B, 3C und 3D

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die Anordnung während des Schrittes der Trennung des Kernes von einem geformten Gegenstand und Figur 3E die Anordnung in einem Zustand zeigt, bei dem der geformte Gegenstand aus der Vorrichtung entfernt

worden ist; und

die Figuren 4A

.und 4B die Lagebeziehungen zwischen geteilten Kernen 26A - 26F und einer zweiten beweglichen Formplatte 14.

Bei dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Erfindung in Verbindung mit dem Formen des Objektivtubusabschnittes einer Kamera beschrieben, der in Figur dargestellt ist. Es versteht sich jedoch, daß die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt ist. In Figur 2 werden hinterschnittene Abschnitte durch einen Innengewindeabschnitt, der mit A be-

zeichnet ist, ein Durchgangsloch B etc. gebildet. Andere Beispiele von derartigen hinterschnittenen*Abschnitten sind ein vorstehender Abschnitt, eine einwärts gerichtete Vertiefung, ein hohler Abschnitt etc. Das erfindungsgemäße

Verfahren kann ebenfalls hierbei Anwendung finden. 25

Die Figuren 3A - 3E zeigen einen Axialschnitt durch die wesentlichen Teile einer Formvorrichtung, die von der vorliegenden Erfindung Gebrauch macht.

In den Figuren 3A- 3E ist mit 8 eine feste Formplatte bezeichnet, die einen hohlen Abschnitt 8a aufweist. Mit 10 ist eine Abdeckung bezeichnet, die einen Einlaß 10a für

Harzmaterial aufweist und an der festen Formplatte 8 befestigt ist. Mit 12, 14 und 16 sind eine erste, zweite und dritte bewegliche Formplatte bezeichnet. Bei 18 handelt es sich um eine Aufnahmeplatte, während mit 20 und 22 eine erste und zweite Ausstoßplatte bezeichnet sind. Ein Mittelstift 24 wird von der errten Ausstoßplatte 20 gehalten und erstreckt sich durch das mittlere Loch 18a der Aufnahmeplatte 18. Das Ende 24a des Mittelstiftes 24 erstreckt sich zum Mittelabschnitt eines Kernes 26, der später beschrieben wird.

Ein konischer Stift 28 ist am Mittelstift 24 befestigt. Der konische Stift 28 ist ferner an der dritten beweglichen Formplatte 16 befestigt.

Wie die Figuren 4A und 4B zeigen, umfaßt der Kern 26 sechs Teilkerne 26A, 26B, 26C, 26D, 26E und 26F, die auf der zweiten beweglichen Formplatte 14 gehalten werden, wobei die entsprechenden Teilkerne Gegenstandsformabschnitte 26a, (26b,, 26c,, 26d,.. sind in Figur 4 A nicht gezeigt), 26e,, 26f, und Halteabschnitte 26a₇ (26b₇, 26c-, 26d₉, 26e₉. sind in Figur 4A nicht gezeigt) , 26f~ umfassen.

Der Halteabechnitt 26a₂ .. 26f₂ eines jeden Teilkernes ist in eine Gleitnut 14a eingepaßt, die in der zweiten beweglichen Formplatte 14 ausgebildet ist. Jeder Teilkern 26A-26F ist so konstruiert, daß er in Radialrichtung entlang der Gleitnut 14a um eine Achse O^ gleiten kann.

Wie in Figur 4A gezeigt, ist die Anordnung der Teilkerne 26A - 26F so gewählt, daß die Teilkerne 26A, 26C, 26E breite äußere bogenförmige Umfangsflachen 26a,, 26c, , 26e. und die Teilkerne 26B, 26D, 26F enge äußere bogenförmige

Umfangsf lachen 26b.., 26d, , 26f. aufweisen, wobei die breiten und engen Flächen abwechselnd angeordnet sind.

Wie aus den Figuren 3A - 3F hervorgeht, ist mit 30 ein Teleskopelement bezeichnet, das um den Kern 26 herum angeordnet ist. Mit 32 ist eine Deckelplatte bezeichnet, die am oberen Ende des Mittelstiftes 24 befestigt ist.

Wie man Figur 3A entnehmen kann, bilden die äußeren Umfangsflachen der Teilkerne 26A - 26F, die innere Umfangsfläche der festen Formplatte 8, das Deckenelement 32 und die Abdeckung 10 zusammen einen Hohlraumabschnitt. Ein flüssiges Material, beispielsweise Kunststoff, wird durch ein Loch 10a in diesen Hohlraumabschnitt gegossen, so daß auf diese Weise ein Element wie das in Figur 2 gezeigte geformt wird.

Mit 34A und 34B sind bewegliche Stifte bezeichnet, die an der dritten beweglichen Formplatte 16 befestigt sind. Der bewegliche Stift 34A erstreckt sich durch ein Führungsloch 14b, das in der zweiten beweglichen formplatte 14 ausgebildet ist, sowie durch ein Führungsloch 26a,, das im Halteabschnitt 26a, des Tdilkernes 26A ausgebildet ist, und ist in ein Loch 8b eingepaßt, das in der festen Formplatte 8 vorgesehen ist.

Jedem Teilkern 26A - 26F ist ein beweglicher Stift 34 zugeordnet, so daß somit die Gesamtzahl der beweglichen Stifte 34 sechs beträgt (34A - 34F). Wie der vorstehend beschriebene bewegliche Stift 34A sind die anderen beweglichen Stifte 34B - 34F in den Schlitz 14B der zweiten beweglichen Formplatte 14 und in Führungslöcher 26b., 26f_ eingepaßt, die in den .Halteabschnitten 26b₇ - 26f₂ der entsprechenden Teilkerne ausgebildet sind. Was die

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Führungslöcher 26a, - 26f₃ anbetrifft, die in den Halteabschnitten 26a2 - 26f- der Teilkerne ausgebildet sind, so sind die Führungslöcher 26a~, 26c,, 26e, der Teilkerne 26A, 26C, 26E, die große bogenförmige äußere Umfangsflachen aufweisen, in Radialrichtung etwas verlängert, während die anderen Führungslöcher 26b,, 26d,, 26f, im wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind, wie in Figur 4B gezeigt.

Nachdem eine vorgegebene Menge an Harzmaterial in den Hohlraumabschnitt gegossen worden und der erforderliche Kühlvorgang beendet ist, wird der geformte Gegenstand entfernt. Die Entfernung des geformten Gegenstandes wird hiernach in Verbindung mit den Figuren 3A - 3E beschrieben.

Im Zustand der Figur 3A, d.h. nach Beendigung des Formvorganges, wird zuerst die feste Formplatte 8 in ihrer Lage belassen, und die beweglichen Abschnitte 12, 14, 16, 18, 20 und 22 der ersten bis dritten beweglichen Formplatte werden in Richtung des Pfeiles D bewegt. Figur 3B zeigt den Zustand, nachdem die feste Formplatte 8 entfernt worden ist.

Wenn alle beweglichen Abschnitte in Richtung des Pfeiles D bewegt worden sind, liegt die äußere Umfangsflache eines geformten Gegenstandes X frei, wie in Figur 3B gezeigt.

Ausgehend von dem Zustand der Figur 3B werden danach die dritte bewegliche Formplatte 16 und die Aufnahmeplatte 18 in Richtung des Pfeiles A abgesenkt, und der Raum zwischen der zweiten beweglichen Formplatte 14 und der dritten beweglichen Formplatte 16 wird geöffnet, wie in Figur 3C gezeigt.

Während dieses Vorganges werden auch der konische Stift 28 und die sechs beweglichen Stifte 34A - 36F zusammen mit der dritten beweglichen Formplatte 16 in Richtung des Pfeiles A bewegt, wie in Figur 3C gezeigt. Bei der Bewegung der Teilkerne 26A - 26F, die an den beweglichen Stiften 34A - 34F befestigt sind, aus dem Zustand der Figur 3B in den der Figur 3C bewegen sich die Teilkerne 26B, 26D und 26F, die die im wesentlichen kreisförmigen Führungslöcher 26b,, 26d, und 26f, aufweisen, in einer Richtung senkrecht zur Achse O₁ - O₂ (Richtung E) zusammen mit der Bewegung der beweglichen Stifte, so daß die drei Teilkerne 26B, 26D und 26F zuerst von den hinterschnittenen Abschnitten des geformten Gegenstandes X abgetrennt werden.

Zu diesem Zeitpunkt bewegen sich die beweglichen Stifte 34A, 34C und 34E nur in den Führungslöchern 26a,, Jocund 26e,, die die Form von Schlitzen besitzen, während die Kerne 26A, 26C und 26E nicht von den beweglichen Stiften 34A, 34C und 34E bewegt werden, SQndern während des Formvorganges in ihren Positionen verbleiben.

Wenn die zweite bewegliche Formplatte 14 und die dritte bewegliche Formplatte 16 aus dem Zustand der Figur 3C in den der Figur 3D weiter geöffnet werden, treten die Endabschnitte der schlitzartigen Führungslöcher 26a-, 26c₃ und 26e₃ der Teilkerne 26A, 26C und 26E, die in ihrer Lage verblieben sind, vie vorstehend erläutert, mit den beweglichen Stiften 34A, 34C und 34E in Eingriff. Mit der Axialbewegung der beweglichen Stifte 34A, 34C und 34E bewegen sich die restlichen Teilkerne 26A, 26C und

26E ebenfalls in einer Richtung senkrecht zur Achse O, O- (Richtung F), wodurch die restlichen Teilkerne von den hinterschnittenen Abschnitten des geformten Gegenstandes X abgetrennt werden.
5

Im Zustand der Figur 3D sind alle Teilkerne 26A - 26F vom geformten Gegenstand X abgetrennt.

Danach wird der Raum zwischen dem ersten beweglichen Element 12 und dem zweiten beweglichen Element 14 geöffnet, wie in Figur 3E gezeigt, so daß der geformte Gegenstand X vollständig von der Metallform getrennt werden kann.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zum Formen von hinterschnittenen Abschnitten, bei dem ein Kern zum Formen der inneren Umfangsflache eines geformten Gegenstandes, der hinterschnittene Abschnitte aufweist, in eine Vielzahl von Kernen aufgeteilt wird, ein Mittelstift innerhalb eines jeden Teilkernes angeordnet wird, bewegliche Stifte 34A - 34F, die jeweils dnen vorgegebenen Neigungswinkel relativ zur Achse^ 0, - (K des Mittelstiftes aufweisen, befestigt werden, Führungslöcher 26a, - 26f zum Einpassen der beweglichen Stifte in den Teilkernen ausgebildet werden, wobei diese Führungslöcher 26a- - 26f_ abwechselnd schlitzförmig und im wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind, so daß jeder Teilkern in einer Richtung senkrecht zur Achse des Mittelstiftes durch Ausnutzung des Neigungswinkels der beweglichen Stifte relativ zu den Führungslöchern und durch die Führungslöcher, die abwechselnd schlitzförmig und im wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind, beweglich gemacht wird, die Teilkerne bewegt werden, wobei die zeitliche Abstimmung

ihrer Bewegung in der senkrechten Richtung in zwei Stufen unterteilt ist, und die Teilkerne schließlich von den hinterschnittenen Abschnitten des geformten Gegenstandes getrennt werden.
5

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, die in Figur 3A dargestellt ist, wird der Hohlraumabschnitt, der die Oberflächengenauigkeit des geformten Gegenstandes beeinflußt, durch den unterteilten Kern 26, die feste Formplatte 8 und die Deckelelemente 32 und 10 gebildet. Diese Teile werden mit großer Genauigkeit an Ort und Stelle gehalten, so daß daher eine große Dimensionsgenauigkeit des Hohlraumes erreicht wird.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform besitzt jedes übernächstes Führungsloch der Führungslöcher 26a, 26f, eine schlitzähnliche Form. Diese Führungslöcher sind jedoch nicht auf eine solche Form beschränkt, sondern es kann sich auch um im wesentlichen kreisförmige Löcher handeln, die einen größeren Durchmesser besitzen als die anderen im wesentlichen kreisförmigen Löcher. Auch in einem solchen Fall können nämlich die Teilkerne so bewegt werden, daß die zeitliche Abstimmung ihrer Bewegung in senkrechter Richtung in zwei Stufen unterteilt ist. Auch in einem solchen Fall ist der Vorteil vorhanden, daß die Teilkerne leichter hergestellt werden können.

In Verbindung mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde ein Verfahren zum Formen eines Gegenstandes

erläutert, der hinterschnittene Abschnitte auf seiner Innenfläche aufweist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch in gleicher Weise bei einem Gegenstand anwendbar, der hinterschnittene Abschnitte auf seiner Außenfläche besitzt. 5

Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zum Formen eines Gegenstandes, der hinterschnittene Abschnitte aufweist, vorgeschlagen, wobei eine Vielzahl von Teilkernen Verwendung findet, die in Kombination eine einheitliche Form bilden und mit Durchgangslöchern versehen sind, von denen benachbarte Durchgangslöcher eine unterschiedliche Form besitzen, wenn die Teilkerne miteinander kombiniert sind. Jedes Durchgangsloch besitzt einen Neigungswinkel relativ zu einer vorgegebenen Achse. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte: Anordnen der Teilkerne auf einer Bezugsplatte zur Ausbildung einer teilbaren Form und Einsetzen von beweglichen Stiften in die Durchgangslöcher, Eingießen eines Materiales zwischen eine feste Form und die teilbare Form und Formen eines Formgegenstandes und Bewegen der in die Durchgangslöcher der Teilkerne , die die teilbare Form bilden, eingesetzten Stifte in Richtung der vorgegebenen Achse, so daß eine Gruppe von Teilkernen, die Durchgangslöcher der gleichen Form besitzen, zuerst von dem Formgegenstand abgetrennt wird, wonach die andere Gruppe von Teilkernen abgetrennt wird. Es wird desweiteren eine Vorrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens beschrieben.

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Claims

Patentansprüche

!.Vorrichtung zum Formen eines Gegenstandes, der hinterschnittene Abschnitte aufweist , gekennzeichnet durch:

10

Eine Vielzahl von miteinander kombinierten Teilkernen (26A - 26F), die einen Formabschnitt (2Oa₁ - 26£ ) zum Formen der Innenfläche eines Formgegenstandes (Xj auf der Außenfläche der kombinierten Teilkerne aufweisen und Durchgangslöcher (26a., - 26f₃) besitzen, von denen benachbarte Löcher eine unterschiedliche Form aufweisen und die einen Neigungswinkel relativ zu* einer vorgegebenen Achse besitzen, ienn die Teilkerne zu einer Einheit kombiniert sind;

eine bewegliche Basisplatte (14), die mit Durchgangslöchern (14b)versehen ist, welche den vorstehend genannten Durchgangslöchern entsprechen, wobei die Teilkerne (26A - 26F) auf der beweglichen Basisplatte (14) zur Ausbildung einer Form kombiniert und angeordnet

20 werden;

bewegliche Stifte (34A - 34F), die in die Durchgangslöcher (26a₃ - 26f₃) der Teilkerne (26A - 26F) und die Durchgangslöcher (14b) der Basisplatte (14) eingesetzt

sind und von der Basisplatte gehalten werden; und

eine feste Basisplatte (8) mit einem Einführungsloch (8a) in ihrem oberen Abschnitt und einem Formabschnitt zum Formen der Außenfläche des zu formenden Gegenstandes;

wobei die beweglichen Stifte C34A - 34F) beim Entfernen der Vielzahl von Teilkernen vom Formgegenstand (X) so bewegt werden, daß zuerst einige der Vielzahl der Teilkerne in einer Richtung senkrecht zu der vorgegebenen Achse und danach die anderen Teilkerne bewegt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einigen Teilkernen ausgebildeten Durchgangslöcher (26b_, 26d,, 26f,) einen kreisförmigen Querschnitt besitzen und daß der Querschnittsbereich der in den anderen Teilkernen ausgebildeten Durchgangslöcher größer als der Querschnittsbereich der in einigen Teilkernen ausgebildeten Durchgangslöcher ist und ebenfalls kreisförmig ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einigen Teilkernen ausgebildeten Durchgangslöcher (26b 26d,, 26f,) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besitzen und daß die in den anderen Teilkernen ausgebildeten Durchgangslöcher (26a,, 26c,, 26e,) Schlitze sind.

4. Verfahren zum Formen eines Gegenstandes, der mit hinterschnittenen Abschnitten versehen ist, durch Verwendung einer Vielzahl von Teilkernen, die zur Ausbildung einer einheitlichen Form miteinander kombinierbar sind und Durchgangslöcher aufweisen, wobei benachbarte Durchgangs-

löcher eine unterschiedliche Form besitzen, wenn die Teilkerne miteinander kombiniert sind, und wobei jedes Durchgangsloch einen Neigungswinkel relativ zu einer vorgegebenen Achse aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

1. Anordnen der Teilkerne auf einer Bezugsplatte zur Ausbildung einer teilbaren Form und Einsetzen von beweglichen Stiften in die Durchgangslöcher;

2. Eingießen eines Materiales zwischen eine feste Form und die teilbare Form und Formen eines Formgegenstandes; und

3. Bewegen der in die Durchgangslöcher der Teilkerne, die die teilbare Form bilden, eingesetzten Stifte in Richtung der vorgegebenen Achse;

wodurch eine Gruppe der Teilkerne, die Durchgangslöcher gleicher Form aufweisen, zuerst und die" andere Gruppe der Teilkerne danach vom Formgegenstand abgetrennt wird.