DE3734118A1 - Aus zwei voneinander trennbaren formhaelften bestehende negativform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine aus zwei voneinander trennbaren Formhälften bestehende Negativform zur Herstellung von aus Kunststoff bestehenden Formteilen für insbesondere in der Fluid-Technik verwendete Adapterblöcke, die eine das zu formende Material aufnehmende Formkammer einschließt, in die mindestens ein das Negativ für eine im Adapterformteil herzustellende Oberflächenvertiefung, z. B. ein Kanal oder eine Kammer od. dgl., darstellender Formkörper mit seiner Formpartie hineinragt, der an einer der Formhälften über seinen in einer Öffnung der Formhälfte einsitzenden Befesti­ gungsschaft angeordnet ist.

In der Pneumatik werden pneumatische Schaltungen häufig nicht mehr durch einzelne, den Überblick erschwerende Schlauchverbindungen hergestellt, sondern unter Zuhilfe­ nahme sogenannter Adapterblöcke. Diese weisen einerseits Anschlußmöglichkeiten für mehrere Druckmittelverbraucher und/oder -quellen od. dgl. auf, während sie andererseits innenliegende, entsprechend der gewünschten Schaltung ver­ laufende Kanäle enthalten. Zur vereinfachten Herstellung der innenliegenden Kanäle sind die Adapterblöcke üblicher­ weise aus mindestens zwei miteinander verklebten Bauteilen zusammengesetzt, von denen mindestens eines aus Kunststoff besteht und im Bereich der verklebten Oberfläche vom anderen Teil abgedeckte Vertiefungen aufweist. Letztere bilden im verklebten Zustand die Kanäle. Die Herstellung des die Oberflächenvertiefungen aufweisenden Adapterformteils er­ folgt beispielsweise mittels eines Kunststoff-Spritzgieß­ verfahrens oder durch Einbringen eines schäumbaren Materials in die Formkammer und Aufschäumen und Aushärten unter Aus­ bildung eines Strukturformteils.

Eine solche Negativform und ein entsprechendes Verfahren sind aus der DE-PS 31 24 020 bekannt. Dabei sind die zur Aussparung der Oberflächenvertiefungen verwendeten Form­ körper in Gestalt von zylindrischen Formstiften ausgebildet, die in entsprechenden Öffnungen der einzelnen Formhälften gehaltert sind. Hierbei ist nachteilig, daß während des Gieß- bzw. Schäumprozesses häufig eine gewisse Menge des zu gießenden bzw. zu schäumenden Materials im Bereich des Außenumfanges des Formkörpers in die den Schaft aufnehmende Öffnung der jeweiligen Formhälfte eindringt. Das Material lagert sich im Mündungsbereich der Öffnung an und bildet einen mit dem hergestellten Adapterformteil fest verbundenen Kragen, der sich auch durch das Entfernen des Formteils aus der Negativform, dem Ausformen, nicht entfernen läßt. Es sind also nach dem Gieß- bzw. Schäumvorgang weitere Bearbeitungsvorgänge erforderlich, um die Angußkrägen bzw. Grate zu entfernen und im späteren fertiggestellten Zustand eine korrekte Durchströmung und mithin ein ordnungsgemäßes Funktionieren des Adapterblockes zu gewährleisten.

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Negativform gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Entstehung von störenden Angußgraten im Bereich der hergestellten Oberflächenvertiefungen verhindert ist, so daß auf einen nachfolgenden, kostenintensiven Bearbeitungsvorgang ver­ zichtet werden kann.

Dieses Ziel wird erreicht, indem sich der Übergangsbereich zwischen der Formpartie und dem Befestigungsschaft im Be­ reich der zur Formkammer weisenden Formhälften-Oberfläche befindet und als sich vom Schaft zur Formpartie hin er­ weiternde Abstufung ausgebildet ist, derart, daß die an der Formhälfte anliegende Formpartie die Mündung der den Schaft enthaltenden Öffnung vollständig abdeckt und dabei zusätzlich über den Rand der Öffnung hinaus übersteht bzw. überlappt. Gegenüber den bekannten, im Bereich des Schaftes und der Formpartie mit identischer Außenkontur und identi­ schen Außenabmessungen ausgestatteten Formkörpern weisen die Formkörper der erfindungsgemäßen Negativform eine ab­ gestufte Gestalt auf. Der Schaft ist dünner als die Form­ partie, gleichzeitig ist also auch die den Schaft aufnehmende Öffnung der Formhälfte mit einem geringeren Durchmesser bzw. geringeren Breitenabmessungen versehen als die Form­ partie. Während also beim Stand der Technik der Durchmesser der den Schaft aufnehmenden Öffnung regelmäßig dem Durch­ messer der im herzustellenden Formteil auszubildenden Ver­ tiefung entsprach, ist dies nunmehr nicht der Fall. Vielmehr sind die entsprechenden Schaftabmessungen gegenüber den­ jenigen der herzustellenden Oberflächenvertiefung quer zur Schaft-Längsrichtung verringert. Die Folge davon ist, daß die an der Formhälfte anliegende Formpartie die Schaft­ öffnung im Mündungsbereich der Formkammer abdeckt und zusätz­ lich seitlich, d. h. quer zur Schaft-Längsrichtung, über­ ragt, so daß ausgeschlossen ist, daß in die Schaftöffnung Gieß- bzw. Schäummaterial eindringen kann. Zwar kann auch hier nicht unter allen Umständen verhindert werden, daß in den Anlagebereich zwischen der die Mündung der Schaft­ öffnung umgebenden Formhälftenwand und der zugewandten Fläche der Formpartie eine gewisse Menge des zu verarbeiten­ den Materials eindringt. Doch ist dies unschädlich, da die hierbei entstehenden Grate bzw. Ränder beim Ausform­ vorgang automatisch abgetrennt werden. Denn beim Ausformen wird die jeweilige Formpartie in Schaft-Längsrichtung aus dem geformten Formteil herausgezogen, so daß die quer zu dieser Ausformrichtung in den genannten Zwischenraum hinein­ ragenden Grate unmittelbar abgebrochen werden. Eine Nach­ bearbeitung der entstandenen Oberflächenvertiefungen kann demnach entfallen, was die Herstellungskosten der Adapter­ blöcke beträchtlich verringert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Vorzugsweise weisen der Befestigungsschaft und die Form­ partie jeweils zylindrische Gestalt auf und sind koaxial zueinander angeordnet, wobei der Durchmesser des Schaftes bzw. der diesen aufnehmenden Öffnung der Formhälfte geringer ist als derjenige der Formpartie. Derartige Formkörper lassen sich infolge ihrer einfachen geometrischen Gestalt kostengünstig herstellen und sind insbesondere zur Aus­ formung von Verbindungskanälen im jeweiligen Adapterformblock besonders geeignet. Zweckmäßigerweise verläuft die den Schaft im Bereich der Abstufung ringförmig umgebende axial­ seitige Stirnfläche der Formpartie in einer rechtwinkelig zur Schaft-Längsachse angeordneten Ebene. Damit ist gewähr­ leistet, daß diese Stirnfläche satt und bündig an der ent­ sprechenden, zugewandten Formoberfläche anliegen kann. Bei Bedarf kann diese axialseitige Stirnfläche der Form­ partie aber auch einen konischen Verlauf aufweisen, so daß zwischen der Formpartie und der Formhälfte ein Rand von genau definierter Gestalt entstehen kann, der nach dem Formvorgang leicht abbrechbar ist. Hierzu wird die im Bereich der Abstufung angeordnete, den Schaftumfang mit dem Formpartieumfang verbindende Ringfläche in Art der sich zur Formpartie hin erweiternden Mantelfläche eines Kegelstumpfes gestaltet.

Je nach Ausführungsform des herzustellenden Formteils können ein oder mehrere Formkörper mit beliebig gestalteter Form­ partie verwendet werden. Vorteilhaft ist dabei jeweils, die Formpartie und den Befestigungsschaft aus Kunststoff­ material herzustellen und hierbei insbesondere aus thermo­ plastischem Kunststoff zu gießen bzw. zu spritzen.

Zur sicheren Halterung der Formkörper an der jeweiligen Formhälfte ist zweckmäßigerweise vorgesehen, an der der Formpartie entgegengesetzten Seite des Befestigungsschaftes ein Verankerungsteil anzuordnen, das den Formkörper an der zugeordneten Formhälfte fixiert und gegen ein Heraus­ ziehen insbesondere in Richtung der Formkammer sichert. Es kann sich hierbei insbesondere um ein zylindrisches Teil handeln, das zweckmäßigerweise quer zur Schaft-Längs­ richtung zumindest an einer Stelle eine größere Breite aufweist als die entsprechende Breite bzw. der entsprechende Durchmesser der den Schaft aufnehmenden Öffnung. Durch die nunmehr im eingesetzten Zustand des Formkörpers zwischen der Formpartie und dem Verankerungsteil angeordnete Partie der Formhälfte wird eine optimale Befestigung erreicht. Vorzugsweise kann das Verankerungsteil dabei fest in der Negativformhälfte eingesetzt sein, es ist jedoch auch mög­ lich, das Verankerungsteil an der Außenseite der Formhälfte anzuordnen.

Die Flexibilität der Herstellung von Formteilen kann erhöht werden, wenn die Formpartie und der Schaft sowie zusätzlich oder alternativ der Schaft und die Verankerungspartie jeweils lösbar miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Verschrauben. Dann lassen sich die einzelnen Formpartien schnell auswechseln, und die Gestaltung der herzustellenden Formteile kann variiert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Negativform in Seitenansicht und im Längsschnitt, wobei punktiert das herzustellende Adapterformteil angedeutet ist, und

Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht des Übergangs­ bereiches zwischen Formpartie und Befestigungs­ schaft.

Die in der Zeichnung im geschlossenen Zustand dargestellte Negativform 1 enthält eine plattenförmige Formhälfte 2 und eine zweite, praktisch den Deckel der Negativform 1 bildende Formhälfte 3. An ihrer der plattenförmigen Form­ hälfte 2 zugewandten Konturseite 4 enthält die zweite Form­ hälfte 3 eine Ausformung, die von der anderen Formhälfte 2 abgedeckt ist, so daß eine Formkammer 5 gebildet ist. In diese mündet ein die eine Formhälfte 3 durchdringender Befüllkanal 6, durch den das zu formende Material, z.B. flüssiger oder aufzuschäumender Kunststoff, in die Form­ kammer 5 einspritzbar ist. Nach dem Aushärten bzw. Auf­ schäumen der eingespritzten Kunststoffmasse werden die beiden Formhälften 2, 3 gemäß Pfeil 7 voneinander getrennt, und das hergestellte Formteil kann entnommen werden. Diesen Vorgang nennt man Ausformen bzw. Entformen.

Die erfindungsgemäße Negativform dient insbesondere der Herstellung von aus Kunststoff bestehenden Formteilen, aus denen sich in der Fluid-Technik verwendbare Adapter­ blöcke zusammensetzen lassen. Diese Adapterblöcke enthalten innenliegende Kanäle bzw. Kammern, die eine Pneumatikschal­ tung repräsentieren und entsprechend angeordnet sind. Dadurch kann auf unübersichtliche und störanfällige Schlauchver­ bindungen verzichtet werden, und es ist möglich, pneumatische Schaltungen auf engstem Raum kompakt anzuordnen.

Um die innenliegenden Kanäle des Adapterblockes zu erhalten, wird zunächst mit der erfindungsgemäßen Negativform 1 ein Formteil hergestellt. Ein solches Formteil ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 8 versehen und befindet sich in der Formkammer 5 (gepunktete Darstellung). Der Aufbau des Formteils 8 ist im wesentlichen platten- bzw. blockförmig, wobei in die eine Verbindungsfläche 9 Vertiefungen 10, 11 eingebracht sind. Diese Vertiefungen 10, 11 sind das Resultat des vorangegangenen Gieß- bzw. Schäumvorganges, bei dem an der Konturseite 4 der einen Formhälfte 3 angeord­ nete Erhebungen 14, 15 mit ihrer Gestaltung das Negativ für diese Vertiefungen gebildet haben. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies also, daß die Topographie der Konturseite 4 im Negativ derjenigen der zugewandten Ver­ bindungsfläche 9 des Formteils 8 nach dem Herstellungs­ prozeß entspricht.

Nach dem Ausformen des Formteils 8 wird dessen Verbindungs­ fläche 9 abgedeckt, was durch das Aufkleben eines Platten­ körpers oder aber eines weiteren Formteils erfolgen kann. Die Vertiefungen 10, 11 sind dadurch abgedeckt und zum Führen eines Strömungsmediums geeignet.

Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Erhebungen 14, 15 um rippenförmige Anformungen 16, 17 an die Konturseite 4 der Formhälfte 3, die im wesent­ lichen rechtwinkelig zur Zeichenebene verlaufen und infolge der Schnittdarstellung höckerförmig aussehen. Der zur gegen­ überliegenden Formhälfte 2 weisende Oberflächenabschnitt 18, 19 der Anformungen 16, 17 ist zumindest an einer Stelle - beim Ausführungsbeispiel in der Schnittebene - abgeflacht und steht in Berührkontakt mit jeweils einer Formpartie 20, 21, die ebenfalls Teil der jeweiligen Erhebung 14, 15 ist. Die Formpartien 20, 21 erstrecken sich bis zur gegenüberliegenden Formhälfte 2 und bilden somit die Negative für Anschlußkanäle, die einerseits an der der Verbindungs­ fläche 9 entgegengesetzten Anschlußfläche 22 und anderer­ seits in einender von den Anformungen 16, 17 geformten Kanäle des Formteils 8 ausmünden.

Die Formpartien 20, 21 sind jeweils Teil eines Formkörpers 22, 22′, der an der Formhälfte 3 unter Vermittlung eines Befestigungsschaftes 23, 23′ angeordnet ist.

Beim Ausführungsbeispiel sind sowohl die Formpartien 20, 21 als auch die Befestigungsschäfte 23, 23′ zylindrisch ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet, wobei die Längsrichtung 24 parallel zur Ausformrichtung 7 verläuft. Der Schaft 23, 23′ sitzt in einer entsprechenden bzw. kom­ plementären Öffnung 25, 25′ ein, wobei der Übergangsbereich 29 zur Formpartie 20, 21 den Oberflächenabschnitten 18, 19 der Formhälfte 3 zugeordnet ist.

Der Übergang vom Befestigungsschaft 23, 23′ zur Formpartie 20, 21 ist erfindungsgemäß abgestuft, d. h. als Abstufung 30 ausgebildet, so daß die an der Formhälfte 3 anliegende Formpartie 20, 21 die Mündung der den zugeordneten Schaft 23, 23′ enthaltenden Öffnung 25, 25′ vollständig abdeckt und zusätzlich noch über den Rand der Öffnung 25, 25′ hinaus übersteht bzw. überlappt. Beim Ausführungsbeispiel ist hierzu der Durchmesser der den jeweiligen Schaft aufnehmen­ den Öffnung 25, 25′ geringer als derjenige der zugeordneten Formpartie 20, 21.

Befestigungsschaft 23, 23′ und Formpartie 20, 21 können auch vom Zylindrischen abweichende Gestaltungen aufweisen, wesentlich ist jedoch in jedem Fall, daß sichergestellt ist, daß die Fläche der Formpartie im Übergangsbereich 29 ohne den jeweiligen Schaft betrachtet größer ist als die Querschnittsfläche der den Schaft aufnehmenden Öffnung in deren Mündungsbereich und daß die jeweilige Mündung völlig zugedeckt ist.

Die Vorteile dieser Gestaltung sind insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, in der gleiche bzw. entsprechende Bauteile mit identischen Bezugszeichen versehen sind. So ist er­ findungsgemäß die Schaftöffnung 25 im Mündungsbereich 31 von der Formpartie 20 abgedeckt, so daß kein bei der Her­ stellung verwendetes Kunststoffmaterial in die Öffnung 23 eindringen kann. Einer Entstehung von Graten, die eine nachfolgende Bearbeitung erforderlich machten, ist damit entgegengewirkt. Sollte dagegen, was nicht immer ausge­ schlossen werden kann in den ringförmigen Berührbereich 32 zwischen der Formpartie 20, 21 und der Anformung 16, 17 Kunststoffmaterial eindringen, so ist dies völlig un­ schädlich. Denn da das eingedrungene Material nach dem Erkalten quer zur Ausformrichtung 7 in den Berührbereich 32 ragt, wird der somit entstandene Grat bereits beim Aus­ formen gemäß Pfeil 7 automatisch vorm Formteil 8 abgetrennt. Die Oberfläche der Vertiefungen 10, 11 kann so völlig grat­ frei gehalten werden, so daß aufwendige Nachbearbeitungen, insbesondere Polierarbeiten od. dgl., sich erübrigen.

Beim Ausführungsbeispiel verläuft die Berührfläche 32 in einer rechtwinkelig zur Schaft-Längsachse angeordneten Ebene, hier kann jedoch bei Bedarf auch ein leicht konischer Verlauf gewählt werden. Insbesondere bietet es sich an, die der Anformung 16, 17 zugewandte Ringfläche der Form­ partie 20, 21 mit der Gestalt einer Mantelfläche eines Kegelstumpfes zu versehen, deren Durchmesser sich in vom Schaft wegweisende Richtung vergrößert.

Beim Ausführungsbeispiel bestehen die Formkörper aus Kunst­ stoffmaterial und sind insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff hergestellte Spritz- bzw. Gießteile. Auch metalli­ sche Werkstoffe können jedoch Verwendung finden.

Zugunsten eines sicheren Halts der Formkörper 22, 22′ in der zugeordneten Formhälfte 3 kann, wie in Fig. 1 abgebildet, vorgesehen sein, am jeweiligen Befestigungsschaft 23, 23′ an der der Formpartie 20, 21 entgegengesetzten Seite ein Verankerungsteil 33, 33′ vorzusehen. Es handelt sich hier vorzugsweise um ein zylindrisches, scheibenförmiges Teil, dessen Durchmesser größer als derjenige der Schaftöffnung bzw. des Schaftes ist, so daß die Formkörper gegen Heraus­ ziehen in Richtung zur gegenüberliegenden Formhälfte ge­ sichert sind. Auch andere Gestaltungsarten des Verankerungs­ teils sind möglich, z. B. steg- bzw. balkenförmige.

Bei dem in Fig. 1 rechts abgebildeten Formkörper 22′ sind Formpartie 21, Schaft 23′ und Verankerungsteil 33′ ein­ stückig miteinander ausgebildet. Das Verankerungsteil 33′ ist in das Material der Formhälfte 3 unlösbar eingebettet. Hingegen ist das Verankerungsteil 33 des linken Formkörpers 22 ein separates Bauteil, das zudem lösbar mit dem Schaft 23 verbunden ist. Es sitzt in einer Vertiefung der der Konturseite 4 entgegengesetzten Formhälftenfläche 34 und weist eine Gewindebohrung auf, in die das mit einem Gewinde 35 versehene zugeordnete Ende des Schaftes 23 lösbar einge­ schraubt ist. Letzteres ermöglicht ein Auswechseln der Formpartie 20, so daß Formteile 8 mit verschiedenartig gestalteter Kontur gegossen bzw. geschäumt werden können. Im übrigen ist es auch möglich, zusätzlich oder alternativ den jeweiligen Schaft 23, 23′ und die zugehörige Formpartie 20, 21 als separate, lösbar miteinander verbundene und hierbei insbesondere miteinander verschraubte Bauteile auszubilden.

Es versteht sich, daß die Erfindung auch dann realisiert werden kann, wenn die entsprechende Formhälfte 3 keine rippenförmigen Anformungen 16, 17 aufweist. Wesentlich ist immer nur, daß die Formpartie an der schaftseitigen Stirnseite so gestaltet ist, daß sie die den zugehörigen Schaft aufnehmende Öffnung zusätzlich mit einem die Mündung 31 umgebenden Randbereich vollständig abdeckt.

Claims (10)

1. Aus zwei voneinander trennbaren Formhälften bestehende Negativform zur Herstellung von aus Kunststoff bestehenden Formteilen für insbesondere in der Fluid-Technik verwendete Adapterblöcke, die eine das zu formende Material aufnehmende Formkammer einschließt, in die mindestens ein das Negativ für eine im Adapterformteil herzustellende Oberflächen­ vertiefung, z. B. ein Kanal oder eine Kammer od.dgl., dar­ stellender Formkörper mit seiner Formpartie hineinragt, der an einer der Formhälften über seinen in einer Öffnung der Formhälfte einsitzenden Befestigungsschaft angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Übergangsbereich (29) zwischen der Formpartie (20, 21) und dem Befestigungs­ schaft (23, 23′) im Bereich der zur Formkammer (5) weisenden Formhälften-Oberfläche (18, 19) befindet und als sich vom Schaft (23, 23′) zur Formpartie (20, 21) hin erweiternde Abstufung (30) ausgebildet ist, derart, daß die an der Formhälfte (3) anliegende Formpartie (20, 21) die Mündung (31) der den Schaft (23, 23′) enthaltenden Öffnungen (25, 25′) vollständig abdeckt und dabei zusätzlich über den Rand der Öffnung (25, 25′) hinaus übersteht bzw. überlappt.

2. Negativform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (23, 23′) und die Formpartie (20, 21) zylin­ drische Gestalt aufweisen und koaxial zueinander angeordnet sind, wobei der Durchmesser des Schaftes (23, 23′) bzw. der diesen aufnehmenden Öffnung (25, 25′) der Formhälfte (3) geringer ist als derjenige der Formpartie (20, 21).

3. Negativform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die den Schaft (23, 23′) im Bereich der Ab­ stufung (30) ringförmig umgebende axialseitige Stirnfläche (32) der Formpartie (20, 21) in einer rechtwinkelig zur Schaft-Längsachse (24, 24′) angeordneten Ebene verläuft.

4. Negativform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die im Bereich der Abstufung (30) angeordnete, den Schaftumfang mit dem Formpartieumfang verbindende Ring­ fläche (32) die Gestalt der sich zur Formpartie (20, 21) hin erweiternden Mantelfläche eines Kegelstumpfes aufweist.

5. Negativform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Formpartie (20, 21) und den Befestigungsschaft (23, 23′) enthaltende mindestens eine Formkörper (20, 21) aus Kunststoffmaterial besteht und insbesondere ein aus thermoplastischem Kunststoff gespritz­ tes oder gegossenes Formteil ist.

6. Negativform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Befestigungsschaft (23, 23′) an der der Formpartie (20, 21) entgegengesetzten Seite ein Verankerungsteil (33, 33′) angeordnet ist, das den Form­ körper (22, 22′) an der zugeordneten Formhälfte (3) fixiert und gegen ein Herausziehen in Richtung der Formkammer (5) sichert.

7. Negativform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsteil (33, 33′) ein insbesondere zylin­ drisches Teil ist, dessen quer zur Schaft-Längsrichtung (24, 24′) gemessene Breite zumindest stellenweise größer ist als der Durchmesser der den Schaft (23, 23′) aufnehmenden Öffnung (25, 25′).

8. Negativform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsteil (33′) in die Negativformhälfte (3) fest eingebettet ist.

9. Negativform nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Formpartie und der Schaft mitein­ ander lösbar verbunden, insbesondere verschraubt sind.

10. Negativform nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (23) und die Verankerungs­ partie (33) lösbar miteinander verbunden, insbesondere verschraubt sind.