DE3820084C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zur Herstellung von Hinterschneidungen aufweisenden Druckgußteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Formwerkzeuge dieser Art dienen dazu, Gegenstände aus Kunststoff oder Metall mit Innengewinden, Nasen, inneren Vertiefungen, Kernen, Aussparungen, Durchbrüchen und sonstigen Hinterschneidungen zu spritzen.

Aus der DE-PS 8 08 644 ist ein Formwerkzeug zur Herstellung von Hinterschneidungen aufweisenden Druckgußteilen bekannt, welches zwei Gruppen von Segmentelementen aufweist. Diese beiden Gruppen von Segmentelementen sind mit Hilfe eines zentralen Kernelementes, das gegen die Segmentelemente axial verschiebbar ist, in radialer Richtung verstellbar. Um den mit Hinterschneidungen versehenen gespritzten Gegenstand entformen zu können, ist es erforderlich, daß die Segmentelemente der einen Gruppe relativ gegen die Segmentelemente der anderen Gruppe verschiebbar sind. Bei diesem Formwerkzeug dienen die aneinander anliegenden Berührungsflächen der Segmentelemente der beiden Gruppen zur Führung der Segmentelemente in Bezug zueinander. Die Segmentelemente der ersten Gruppe sind bei diesem Formwerkzeug im Querschnittt einem Kreisringsektor ähnlich, während die Segmentelemente der zweiten Gruppe einen Querschnitt aufweisen, der einem Trapez ännlich ist. Das Kernelement weist einen kreisrunden Querschnitt und eine konische Außenmantelfläche auf. Die annähernd trapezförmigen Segmentelemente der zweiten Gruppe liegen mit einer entsprechend bogenförmig gestalteten Fläche am zentralen Kernelement an. Die Führung und Zentrierung der Segmentelemente der zweiten Gruppe im Bezug auf die Segmentelemente der ersten Gruppe ist allein durch die Berührungsflächen zwischen den Segmentelementen der beiden Gruppen gewährleistet, so daß sich insbesondere nach einer langen Einsatzdauer eines derartigen Formwerkzeuges zwischen den Segmentelementen der beiden Gruppen ein Abmessungsspiel ergeben kann. In diesem Zustand ist es mit einem derartigen Formwerkzeug nur noch sehr bedingt möglich, mit Hinterschneidungen ausgebildete Druckgußteile mit einer gewünschten Maßgenauigkeit herzustellen. Dieses Formwerkzeug ist insbesondere zur Herstellung von Kunststoff-Druckgußteilen vorgesehen.

Ein Formwerkzeug zur Herstellung von Hinterschneidungen aufweisenden runden Hohlkörpern aus Kunststoff ist aus der DE-AS 14 79 374 bekannt. Dieses Formwerkzeug weist ein zentrales Kernelement und zwei Gruppen von Segmentelementen auf, die abwechselnd entlang des Umfangs des Kernelementes angeordnet und entlang des Kernelementes zwischen einer Gießposition und einer Entformposition verschiebbar sind. Das Kernelement weist sowohl für die Segmentelemente der ersten Gruppe als auch für die Segmentelemente der zweiten Gruppe spezielle Außenflächen auf, entlang denen die entsprechenden Segmentelemente relativ zum Kernelement verschiebbar sind. Die Außenflächen für die Segmentelemente der zweiten Gruppe weisen bei diesem Formwerkzeug einen mindestens doppelt so großen Konuswinkel auf als die Außenflächen für die Segmentelemente der ersten Gruppe. Durch diese beiden voneinander verschiedenen Konuswinkel ist die Herstellung des zentralen Kernelementes für dieses Formwerkzeug aufwendig. Außerdem verbleibt bei diesem bekannten Formwerkzeug zwischen jedem Segmentelement der ersten Gruppe und dem zu diesem Segmentelement unmittelbar benachbarten Segmentelement der zweiten Gruppe in jeder Stellung der Segmentelemente relativ zum zentralen Kernelement ein unerwünschter Zwischenraum. Da in diese Zwischenräume kein Material des herzustellenden bzw. hergestellten Druckgußteiles eindringen darf, wodurch die Beweglichkeit und Funktionstüchtigkeit insbesondere der Segmentelemente der zweiten Gruppe behindert bzw. ausgeschlossen würde, ist es bei diesem Formwerkzeug erforderlich, an dem verjüngten Endabschnitt des zentralen Kernelementes ein Abdeckteil vorzusehen. Dieses Abdeckteil bedingt nicht nur einen eigenen Herstellungsvorgang sowie einen Montagevorgang, sondern durch dieses Abdeckteil ist außerdem die Mindesttiefe des mit Hinterschneidungen ausgebildeten Hohlraumes des Druckgußteiles beschränkt.

Um bei einem Formwerkzeug der zuletzt beschriebenen Art die ungewollten Zwischenräume zwischen den Segmentelementen beider Gruppen zu vermeiden und somit auf ein am zentralen Kernelement vorzusehendes Abdeckteil verzichten zu können, ist in der DE-PS 26 19 064 ein Formwerkzeug zur Herstellung von Hinterschneidungen aufweisenden Druckgußteilen beschrieben, bei dem die Segmentelemente der ersten Gruppe im Querschnitt die Form eines Kreissegmentes aufweisen, während die Segmentelemente der zweiten Gruppe so ausgebildet sind, daß jede Schmalfläche der Segmentelemente der zweiten Gruppe stets vollständig an der Sehne der Segmentelemente der ersten Gruppe anliegt. Auch bei diesem Formwerkzeug liegen die Segmentelemente beider Gruppen an entsprechenden Außenflächen des zentralen Kernteiles an und sind entlang diesen Außenflächen verschiebbar gelagert. Die Außenflächen des Kernelementes für die Segmentelemente der zweiten Gruppe weisen auch bei diesem Formwerkzeug einen Konuswinkel auf, der mindestens doppelt so groß ist wie der Konuswinkel der für die Segmentelemente der ersten Gruppe vorgesehenen Außenflächen. Durch diese beiden unterschiedlichen Konuswinkel ergibt sich auch bei diesem Formwerkzeug ein nicht zu vernachlässigender Herstellungsaufwand für das zentrale Kernelement und gestattet nur sehr stark unterschiedliche Querschnitte der beweglichen Segmentelemente über ihre Länge mit entsprechend deutlich beeinflußten Festigkeitsnachteilen und einem möglichen Wärmebehandlungsverzug. Durch die Berührung der einzelnen Segmentelemente mit der jeweils zugehörigen Außenfläche entlang einer Ebene, die selbstverständlich durch ein Führungselement z. B. in Form einer Schwalbenschwanzführung unterbrochen sein kann, ergibt sich nur durch das entsprechende Führungselement eine Führung der einzelnen Segmentelemente. Diese Führung wird durch die gemeinsamen Berührungsflächen zwischen den Segmentelementen beider Gruppen unterstützt, so lange zwischen diesen Berührungsflächen keine zu großen Abmessungstoleranzen gegeben sind. Diese Abmessungstoleranzen bilden sich jedoch insbesondere nach einer längeren Einsatzdauer des Formwerkzeuges aus. Die Zentrierung der Segmentelemente, d. h. insbesondere der Segmentelemente der zweiten Gruppe kann somit noch Wünsche offen lassen. Außerdem ist durch die beiden voneinander verschiedenen Konuswinkel der Außenflächen für die beiden Gruppen von Segmentelementen der zentrale Nutzbereich des Formwerkzeuges beeinträchtigt. Dieser zentrale Nutzbereich dient bspw. zur Ausbildung eines für Kühlungszwecke dienenden Hohlraums im Kernelement oder zur Anordnung von Auswerfern im Kernelement o. dgl., so daß ein möglichst großer zentraler Nutzbereich wünschenswert ist.

Aus der DE 28 45 655 C2 ist ein Formwerkzeug bekannt, bei dem zwischen jedem Segmentelement der zweiten Gruppe bzw. deren Führungsrippen und dem Kernelement ein Zwischenraum vorhanden ist, der einen Boden und einen Deckel erforderlich macht, durch welche das Druckgußmaterial daran gehindert wird, in den Zwischenraum einzudringen. Außerdem werden bei diesem bekannten Formwerkzeug die Segmentelemente beider Gruppen in zwei Teilschritten relativ zum Kernelement bewegt bzw. verschoben, um einen Gegenstand ausformen zu können. Diese nicht synchronen sondern abgestuft aufeinander angepaßten aufeinanderfolgenden Bewegungen der Segmentelemente beider Gruppen bedingen jedoch einen relativ aufwendigen Antriebsmechanismus mit Führungsstangen, Querführungen und mit Rollen. Bei diesem Formwerkzeug sind nur zwei Segmentelemente der ersten Gruppe und zwei Segmentelemente der zweiten Gruppe entlang dem Kernelement linear beweglich geführt, so daß dort jeweils ein Eckenbereich zwischen einem Segmentelement der ersten und der zweiten Gruppe bzw. den zugehörigen Berührungsflächen gegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formwerkzeug der eingangs genannten Art zur Herstellung von Hinterschneidungen aufweisenden Druckgußteilen zu schaffen, bei dem die Segmentelemente der zweiten Gruppe eine wesentlich verbesserte Führung aufweisen, wobei gleichzeitig durch diese verbesserte Führung eine gute Selbstzentrierung der zweiten Segmentelemente in bezug auf das zentrale Kernelement gegeben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Formwerkzeuges sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die beiden zusätzlichen Flächen jeder Ausnehmung ergeben nicht nur eine gute Selbstzentrierung des zugehörigen Segmentelementes der zweiten Gruppe, sondern auch eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit, weil seitlich wirksam werdende Kräfte durch die jeweils zwei zusätzlichen zweiten Flächen aufgeteilt und somit reduziert werden. Zudem wird durch die selbstzentrierende, z. B. quadratische, rechteckige usw., Form eine solche Querschnittsform der Segmentelemente der zweiten Gruppe erzielt, die von der Stirn bis zur Bodenfläche eine gleichmäßige Dimension und somit höchste Festigkeit aufweist. Desweiteren ergibt sich bei einem direkten Kontakt der Segmentelemente der zweiten Gruppe mit dem hergestellten Druckgußteil bzw. wärmedehnungsbedingter Flächenüberhöhung dieser Segmentelemente durch ihre zum Zentrum verlaufende Keilform (-"Pflugwirkung") eine oberflächenschonendere Entformung des hergestellten Druckgußteiles mit vergleichsweise sehr geringer Schälwirkung.

Dadurch daß jede erste Auflagefläche und die von dieser ersten Auflagefläche entfernte zweite Fläche der zur ersten Auflagefläche benachbarten Ausnehmung zueinander parallel verlaufen, ergibt sich eine verkantungsfreie Beweglichkeit jedes Segmentelementes der zweiten Gruppe in bezug auf das Kernelement des Formwerkzeugs. Außerdem ergibt sich durch die parallele Ausbildung der/jeder ersten Auflagefläche und der von dieser ersten Auflagefläche entfernten zweiten Fläche der zur ersten Auflagefläche benachbarten Ausnehmung eine einfache Herstellbarkeit des zentralen Kernelementes des Formwerkzeugs.

Diese Einfachheit der Herstellbarkeit des zentralen Kernelementes und somit des Formwerkzeugs wird dadurch weiter gefördert, daß die ersten Außenflächen für die Segmentelemente der ersten Gruppe und die zweiten Flächen für die Segmentelemente der zweiten Gruppe alle den gleichen Konuswinkel aufweisen. In diesem Fall braucht ein Bearbeitungswerkzeug zur Herstellung des zentralen Kernelementes des Formwerkzeugs nur einmal eingestellt zu werden, um das zentrale Kernelement eng toleriert herzustellen. Das kann bspw. mit Hilfe der an sich bekannten NC-Technologie, z. B. durch Drahterodierung erfolgen.

Durch eine Ausbildung des Formwerkzeuges mit abgerundeten Ausnehmungen und entsprechend abgerundeten Segmentelementen der zweiten Gruppe ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Vergrößerung des zentralen Nutzbereiches, so daß es möglich ist, Hinterschneidungen mit relativ großen radialen Abmessungen problemlos auszubilden, d. h. Gegenstände mit derartigen Hinterschneidungen auszuformen.

Bei den Führungselementen kann es sich um Feder und Federnut, um Schwalbenschwanzführungen o. dgl. handeln. Wenn nur die ersten Außenflächen des Kernelementes und die zugehörigen Segmentelemente der ersten Gruppe mit einander entsprechenden Führungselementen ausgebildet sind, ergibt sich ein vergleichsweise einfacher Aufbau des Formwerkzeugs. Durch die Führung der Segmentelemente der zweiten Gruppe entlang zweier zusätzlicher zweiter Flächen ergibt sich in jedem Fall eine gute Führung der Segmentelemente der zweiten Gruppe und eine Selbstzentrierung derselben in bezug auf das zentrale Kernelement. Die Bewegung der Segmentelemente beider Gruppen entlang dem zentralen Kernelement erfolgt mittels einer an sich bekannten Antriebseinrichtung.

Wenn nicht nur die Segmentelemente der ersten Gruppe mit Führungselementen geführt sind, sondern auch die Segmentelemente der zweiten Gruppe, ergibt sich der Vorteil, daß eine ungewollte Entfernung der Segmentelemente der zweiten Gruppe vom zentralen Kernelement auch dann verhindert wird, wenn die Segmentelemente der ersten Gruppe vom Kernelement entfernt worden sind. Außerdem kann durch die zuletzt genannte Ausbildung die Führung und leichtgängige Verschiebbarkeit der Segmentelemente beider Gruppen weiter verbessert werden.

Das Kernelement kann einen zentralen Hohlraum aufweisen, durch den sich ein Halteteil hindurcherstreckt. Dieses Halteteil kann mit einem Kopfteil ausgebildet sein. Ein derartiges Kopfteil wird insbesondere an der verjüngten Seite des zentralen Kernelementes vorgesehen, um eine Andeutung der Umrißlinien der verschiedenen Segmentelemente und des zentralen Kernelementes am mit einem solchen Formwerkzeug hergestellten Druckgußteil zu vermeiden. Das mit oder ohne Kopfteil ausgebildete Halteteil kann auch dazu vorgesehen sein, die Kühlung des Formwerkzeuges zu unterstützen. Dem gleichen Zweck dient es, wenn das Halteteil mit einem Hohlraum für ein Kühlmedium ausgebildet ist.

Das zentrale Kernelement kann erste Außenflächen aufweisen, die am zentralen Kernelement ein regelmäßiges oder ein unregelmäßiges Mehreck bilden, wobei die Eckenbereiche dieser Mehrecke durch die Ausnehmungen zur Aufnahme der Segmentelemente der zweiten Gruppe unterbrochen sind. Beispielsweise kann das zentrale Kernelement durch die ersten Außenflächen für die Segmentelemente der ersten Gruppe regelmäßig oder unregelmäßig viereckig, d. h. quadratisch, rechteckig, rautenförmig, trapezförmig o. dgl. gestaltet sein. Desgleichen ist es möglich, daß die ersten Außenflächen ein regelmäßiges oder unregelmäßiges Fünfeck, Sechseck o. dgl. bilden.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Formwerkzeugs zur Herstellung von mit Hinterschneidungen ausgebildeten Druckgußteilen sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles des Formwerkzeuges in der Gießposition von oben,

Fig. 2 eine Ansicht des Formwerkzeugs gemäß Fig. 1 in Blickrichtung von oben in der Entformposition,

Fig. 3 auf der linken Seite eine Seitenansicht eines zentralen Kernelementes mit einer Sacklochbohrung und auf der rechten Seite eine Schnittdarstellung einer anderen Ausbildung des zentralen Kernelementes mit einer Durchgangsbohrung,

Fig. 4 auf der linken Seite eine Ansicht des zentralen Kernelementes entsprechend der linken Seite der Fig. 3 in Blickrichtung von oben, und auf der rechten Seite eine Ansicht des auf der rechten Seite der Fig. 3 dargestellten Ausbildung des zentralen Kernelementes in Blickrichtung von oben,

Fig. 5 auf der linken Seite einen Längsschnitt durch ein zentrales Kernelement und durch ein am zentralen Kernelement vorgesehenes Segmentelement in der Gießposition, und auf der rechten Seite einen Längsschnitt durch eine andere Ausbildung des Formwerkzeugs, wobei sich das Segmentelement in bezug auf das zentrale Kernelement in der Entformposition befindet,

Fig. 6 zwei unterschiedliche halbseitig in Blickrichtung von oben dargestellte Ausführungsformen des Formwerkzeugs mit Segmentelementen der zweiten Gruppe, die nicht mit einer annähernd quadratischen Grundfläche, sondern mit einer rechteckigen Grundfläche ausgebildet sind, um den vorhandenen zentralen Nutzungsbereich optimal auszunutzen,

Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung, wobei die Segmentelemente beider Gruppen im Vergleich zur in Fig. 6 dargestellten Gießposition in der Entformposition gezeichnet sind,

Fig. 8 eine abschnittweise Darstellung eines Formwerkzeuges mit zwei unterschiedlich ausgebildeten Segmentelementen der zweiten Gruppe,

Fig. 9 ein Formwerkzeug mit einem zentralen Kernelement, das einen regelmäßig fünfeckigen Querschnitt, d. h. fünf am Umfang gleichmäßig verteilte Segmentelemente der ersten Gruppe und fünf zwischen diesen Segmentelementen gleichmäßig verteilte Segmentelemente der zweiten Gruppe aufweist, in der Gießposition,

Fig. 10 ein Formwerkzeug zur Herstellung einer Anzahl voneinander beabstandeter Hinterschneidungen, wobei das zentrale Kernelement einen unsymmetrisch ausgebildeten Querschnitt aufweist, um darzustellen, auf wie vielfältige Weise das zentrale Kernelement des Formwerkzeugs gestaltbar ist, und

Fig. 11 eine andere Ausbildung des Formwerkzeugs mit einem zentralen Kernelement und geeignet geformten Segmentelementen der beiden Segmentelementgruppen.

Fig. 1 zeigt ein Formwerkzeug 10 in Blickrichtung von oben, das ein zentrales Kernelement 12 und zwei Gruppen einander entlang des Umfangs des Kernelementes 12 abwechselnde Segmentelement 14 der ersten Gruppe und Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe aufweist. Das Kernelement 12 weist vier Außenflächen 18 auf, die jeweils zu der zur Zeichnungsebene senkrechten Ebene um einen Konuswinkel geneigt sind. Das Kernelement 12 bildet mit den Außenflächen 18 einen Kegelstumpf mit einem sehr spitzen Öffnungswinkel. Jede Außenfläche 18 ist mit einer Schwalbenschwanznut 20 ausgebildet. An jeder Außenfläche 18 liegt eines der Segmentelemente 14 an, wobei jedes Segmentelement 14 mit einer der Schwalbenschwanznut 20 entsprechenden Schwalbenschwanzfeder 22 versehen ist. Mit Hilfe der Schwalbenschwanzfeder 22 kann jedes Segmentelement 14 der ersten Gruppe entlang der zugehörigen Schwalbenschwanznut 20 und damit entlang der Außenfläche 18 in axialer Richtung verschoben werden, wobei infolge der kegelstumpfförmigen Ausbildung des zentralen Kernelementes 12 jedes Segmentelement 14 während der Durchführung einer axialen Verschiebebewegung gleichzeitig auch eine radiale Bewegung ausführt. In Fig. 2 ist eine Stellung der Segmentelemente 14 und 16 dargestellt, die sich von der in Fig. 1 gezeichneten Stellung der Segmentelemente 14 und 16 dadurch unterscheidet, daß die Segmentelemente 14 und 16 in Fig. 1 die Gießposition einnehmen, während sie in Fig. 2 die radial zusammengezogene Entformposition einnehmen. Mit den beiden strichpunktierten Kreisen 24 ist in Fig. 2 auch die Gießposition der Segmentelemente 14 und 16 angedeutet. Damit ist ersichtlich, daß das Formwerkzeug 10 in der in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien angedeuteten Entformposition aus dem mit diesem Formwerkzeug 10 hergestellten Druckgußteil entfernt werden kann, weil die größten Außenkonturen des Formwerkzeuges 10 in dieser Entformposition kleiner sind als die kleinste Innenkontur des hergestellten Druckgußteiles, wobei diese kleinste Innenkontur durch den inneren strichpunktierten Kreis 24 angedeutet ist.

Wie aus den Fig. 1 und 2 deutlich ersichtlich ist, sind in jedem durch zwei benachbarte Außenflächen 18 bestimmten Eckenbereich des zentralen Kernelementes 12 zwei zusätzliche zweite Flächen 26 vorgesehen, durch welche im Kernelement je eine Ausnehmung 28 zur Aufnahme eines Segmentelementes 16 der zweiten Gruppe bestimmt ist. Um bei den Segmentelementen 16 auf einfache Weise eine Selbstzentrierung zu erzielen, verlaufen die Außenfläche 18 und die von dieser ersten Auflagefläche 18 entfernte zweite Fläche 26 der zur ersten Auflagefläche 18 benachbarten Ausnehmung 28 zueinander parallel. Diese Parallelität ist in Fig. 1 durch die beiden dünnen Linien 30 angedeutet.

In den Fig. 1 und 2 ist nicht nur ein zentrales Kernelement 12 mit einem quadratischen Querschnittsprofil gezeichnet, sondern es sind auch die zusätzlichen Flächen 26 zur Festlegung der Ausnehmungen 28 für die Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe derart ausgebildet, daß die Segmentelemente 16 ein quadratisches Querschnittsprofil mit einer durch die Hinterschneidung des herzustellenden Druckgußteiles bedingten Abflachung 32 ausgebildet. Bei einer solchen Ausbildung des Formwerkzeuges 10 ergibt sich ein der Selbstzentrierung der Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe dienender Mittelwinkel, der genau ins Zentrum 34 des Kernelementes 12 gerichtet ist. Wie ohne weiteres zu erkennen ist, ergibt bei einer solchen Ausbildung des Formwerkzeuges 10 eine Verschiebung der Segmentelemente 14 der ersten Gruppe in radialer Richtung um eine Wegstrecke a eine radiale Verschiebung der Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe um eine Wegstrecke, die durch 2.a bestimmt ist. In Fig. 2 ist durch einen strichpunktierten Kreis 36 der zentrale Nutzungsbereich des Formwerkzeuges 10 angedeutet, der durch die dem Zentrum 34 zugewandten Kanten 38 der Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe in der Entformposition bestimmt ist. Um diesen zentralen Nutzungsbereich zu vergrößern, können die zusätzlichen Flächen 26 und dementsprechend die zugehörigen Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe abgerundet ausgebildet sein, was im linken oberen Quadranten der Fig. 2 durch einen strichpunktierten Viertelkreis 40 angedeutet ist. Mit nkk ist der Radius des zentralen Nutzungsbereiches bei scharfkantiger Ausbildung der Ausnehmungen 28 und der Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe bezeichnet, während nkg den entsprechenden zentralen Nutzungsbereich bezeichnet, wenn die zusätzlichen Flächen 26 und damit die Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe wie bei 40 angedeutet abgerundet sind.

Die Fig. 3 und 4 zeigen auf der linken Seite ein zentrales Kernelement 12 mit Außenflächen 18, wobei aus Fig. 3 der Konuswinkel k jeder Außenfläche 18 ersichtlich ist. Auf der rechten Seite der Fig. 3 und 4 sind mit durchgezogenen Linien Außenflächen 18 gezeichnet, deren Konuswinkel dem Konuswinkel k genau entspricht. Mit strichpunktierten Linien sind auf der rechten Seite Außenflächen 18′ angedeutet, die einen größeren Konuswinkel besitzen als die daran anschließenden Außenflächen 18. Jede Außenfläche 18 ist mit einer Schwalbenschwanznut 20 ausgebildet. In jedem durch zwei benachbarte Außenflächen 18 bestimmten Eckenbereich des zentralen Kernelementes 12 sind zwei zusätzliche zweite Flächen 26 vorgesehen, durch welche im zentralen Kernelement 12 je eine Ausnehmung 28 ausgebildet ist. Aus den Fig. 3 und 4 ist auch ersichtlich, daß jede erste Außenfläche 18 und die von dieser ersten Außenfläche 18 entfernte zweite Fläche 28 der zur ersten Außenfläche 18 benachbarten Ausnehmung 28 zueinander parallel verlaufen. Diese Parallelität ist in Fig. 3 durch die beiden dünnen Linien 42 angedeutet. Durch diese Parallelität ergibt sich eine verkantungsfreie Selbstzentrierung jedes in einer der Ausnehmungen 28 befindlichen Segmentelementes 16 der zweiten Gruppe (s. Fig. 1 und 2). Das in den Fig. 3 und 4 auf der linken Seite dargestellte zentrale Kernelement 12 weist einen Ansatz 44 mit einem Außengewinde sowie eine Sacklochbohrung 46 auf. Die Sacklochbohrung 46 ist bspw. zur Aufnahme eines Kühlmediums vorgesehen.

Auf der rechten Seite der Fig. 3 und 4 ist ein zentrales Kernelement 12 gezeichnet, das ebenfalls einen Ansatz 44 aufweist, und das mit einem Durchgangsloch 48 versehen ist, das zur Aufnahme eines Halteteiles dient, wie es weiter unten in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben wird. Mit der Bezugsziffer 50 sind Sacklöcher mit einem Innengewindeabschnitt bezeichnet, die zur Verschraubung des zentralen Kernelementes 12 mit einer (nicht dargestellten) Halteplatte dienen. Dabei ist der Ansatz 44 zur genauen Zentrierung des Kernelementes 12 auf der (nicht dargestellten) Halteplatte vorgesehen, die zu diesem Zweck mit einer dem Ansatz 44 entsprechenden Ausnehmung ausgebildet ist.

Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte Kernelement 12 mit Außenflächen 18 und zusätzlichen Flächen 26, die alle denselben Konuswinkel k aufweisen, ergibt den Vorteil einer einfachen Herstellbarkeit des Kernelementes 12 bspw. in einer NC-Technologie in Verbindung z. B. mit einer Drahterodiermaschine.

In Fig. 5 ist auf der linken Seite ein zentrales Kernelement 12 mit einem Außengewindeansatz 44 und einem Sackloch 46 in einem Längsschnitt dargestellt, wobei das Kernelement 12 dem in den Fig. 3 und 4 auf der linken Seite dargestellten Kernelement 12 entspricht. Das Kernelement 12 weist eine konische Außenfläche 18 mit einer Schwalbenschwanznut 20 auf, entlang der ein erstes Segmentelement 14 der ersten Gruppe zwischen einer Gießposition und einer Entformposition verstellbar ist. Auf der linken Seite der Fig. 5 ist das Segmentelement 14 in der Gießposition dargestellt. Zur Verstellung der Segmentelemente 14 der ersten Gruppe und gleichzeitig der in dieser Figur nicht dargestellten Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe (s. Fig. 1 und 2) sind die Segmentelemente 14 und 16 bspw. mit radial wegstehenden Ansätzen 52 ausgebildet. Selbstverständlich wäre es auch möglich, die Segmentelemente 14 und 16 von ihrer Unterseite 54 her mit Hilfe von Stiften o. dgl. zwischen der Gießposition und der Entformposition zu verstellen.

Mit einer dünnen Linie ist auf der linken Seite der Fig. 5 ein mit einer Hinterschneidung 54 versehener Gegenstand, d. h. ein mit einer Hinterschneidung 54 versehenes Druckgußteil 56 angedeutet.

Auf der rechten Seite der Fig. 5 ist ein zentrales Kernelement 12 angedeutet, das dem in den Fig. 3 und 4 auf der rechten Seite gezeichneten Kernelement 12 formmäßig entspricht. Durch das Durchgangsloch 48 des zentralen Kernelementes 12 erstreckt sich ein Halteteil 57 hindurch, das mit einem Kopfteil 58 ausgebildet ist. Auf der rechten Seite der Fig. 5 ist das Segmentelement 14 gegen die Gießposition um eine Strecke rh in die Entformposition verschoben dargestellt. Mit der Bezugsziffer 56 ist auch hier das mit einer Hinterschneidung 54 ausgebildete Druckgußteil bezeichnet. Aus dieser Zeichnungshälfte der Fig. 5 ist ersichtlich, daß die radial äußerste Ausdehnung der Segmentelemente 14 bzw. 16 in der Entformposition kleiner ist als die kleinste lichte Innenweite des Druckgußteiles 56, so daß es problemlos möglich ist, in der Entformposition das Formwerkzeug 10 aus dem Druckgußteil 56 zu entfernen, ohne dieses zu beschädigen.

Das Kopfteil 58 dient dazu, spezielle Konturformen zu ermöglichen, oder am Druckgußteil 56 Konturlinien zu vermeiden, wie sie durch die Trennkanten zwischen den Segmentelementen 14 und 16 und dem zentralen Kernelement 12 möglich sein können. Mit strichpunktierten dünnen Linien ist in Fig. 5 auf der rechten Seite die Gießposition der Segmentelemente 14 und 16 und des Halteteiles 57 mit seinem Kopfteil 58 angedeutet. Die Bewegung des Halteteiles 57 mit dem Kopfteil 58 erfolgt somit simultan mit der Bewegung der Segmentelemente 14 und 16 des Formwerkzeuges 10.

Fig. 6 zeigt zwei voneinander verschiedene Hälften einer weiteren Ausbildung des Formwerkzeuges 10 in der Gießposition, wobei sich diese Formwerkzeuge von den in Fig. 1 dargestellten Formwerkzeug 10 insbes. dadurch unterscheidet, daß die zusätzlichen Flächen 26 nicht gleich lang, sondern ungleich lang ausgebildet sind, so daß sich Ausnehmungen 28 ergeben, die nicht annähernd quadratisch, sondern als rechteckig zu betrachten sind. Entsprechend sind die Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe nicht quadratisch sondern rechteckig ausgebildet. Dadurch ist es möglich, den zentralen Nutzungsbereich speziellen Erfordernissen wunschgemäß anzupassen. Ein solches Erfordernis ist in Fig. 6 auf der linken Seite durch zwei strichliert angedeutete Kühlungsbohrungen 62 verdeutlicht. Auf der rechten Seite der Fig. 6 sind zwei Auswerferstifte 64 angedeutet, durch die der zentrale Nutzungsbereich festgelegt wird. Außerdem ist auf der rechten Seite der Fig. 6 ein Kühlungslängsschlitz 66 angedeutet, durch den der zentrale Nutzungsbereich ebenfalls wesentlich beeinflußt wird. Auch bei dieser Ausbildung ergibt sich jedoch durch die beiden zusätzlichen Flächen 26 eine genaue Selbstzentrierung der Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe, so daß die Segmentelemente 16 gemeinsam mit den Segmentelementen 14 der ersten Gruppe störungsfrei zwischen der in Fig. 6 dargestellten Gießposition und der in Fig. 7 dargestellten Entformposition in bezug auf das zentrale Kernelement 12 verstellt werden können. In den Fig. 6 und 7 sind gleiche Einzelteile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, so daß es sich erübrigt, diese Einzelteile in Verbindung mit Fig. 7 noch einmal zu beschreiben.

In Fig. 7 ist mit den beiden äußersten dünnen strichpunktierten Linien die mit diesem Formwerkzeug 10 erzielte Hinterschneidung 54 eines (nicht dargestellten) Druckgußteiles bezeichnet. Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß die kleinste lichte Innenweite des nicht dargestellten Druckgußteiles, die durch inneren strichpunktierten Kreis angedeutet ist, größer ist als die größte radiale Ausdehnung des Formwerkzeuges 10 in der Entformposition, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist. Auch bei dieser quasi rechteckigen Ausbildung der Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe ist ihr radialer Verschiebeweg gemäß dem pythagoreischen Lehrsatz größer als der radiale Verschiebeweg der Segmentelemente 14 der ersten Gruppe. Infolge der quasi rechteckigen Ausbildung der Segmentelemente 16 bzw. der zugehörigen Ausnehmungen 28 im zentralen Kernelement 12 ergibt sich eine Bewegung der zweiten Segmentelemente 16 am Zentrum 34 des Kernelementes 12 vorbei.

Fig. 8 zeigt auf der linken Seite ein Segmentelement 16 der zweiten Gruppe, das nicht nur durch die zusätzlichen Flächen 26, sondern gleichzeitig auch durch eine Führungsnut 68 und durch einen der Führungsnut 68 entsprechenden Führungsansatz 70 geführt und zentriert ist, wobei der Führungsansatz 70 am Segmentelement 16 vorgesehen ist. Auf der rechten Seite der Fig. 8 ist ein Segmentelement 16 der zweiten Gruppe angedeutet, das eine Abrundung 72 aufweist. Entsprechend sind die beiden zusätzlichen Flächen 26 abgerundet. Durch die Abrundung 72 ergibt sich eine Vergrößerung des zentralen Nutzungsbereiches des Kernelementes 12, ohne daß durch diese Vergrößerung des zentralen Nutzungsbereiches die Zentrierung des Segmentelementes 16 in bezug auf das Kernelement 12 beeinträchtigt wird. Drei gleich ausgebildete Segmentelemente 14 der zweiten Gruppe sind am Kernelement 12 mit quasi quadratischem Querschnittsprofil in an sich bekannter Weise zwischen einer Gießposition und einer Entformposition verschiebbar. Da die Segmentelemente 14 die Segmentelemente 16 mit ihren Endabschnitten überlappen, werden die Segmentelemente 16 bei einer Bewegung der Segmentelemente 14 von der Gießposition in die Entformposition verkantungsfrei mitgenommen. Um diese Mitnahme ganz sicher und problemlos zu gestalten, ist es vorteilhaft, nicht nur die Segmentelemente 14 zwangszubewegen, sondern gleichzeitig auch die Segmentelemente 16. Das geschieht bspw. mit Hilfe von an den Segmentelementen 14 und an den Segmentelementen 16 vorgesehenen Ansätzen 52, wie sie in Verbindung mit Fig. 5 bereits beschrieben worden sind.

Während in den Fig. 1, 2 und 4 ein zentrales Kernelement 12 mit vier gleichmäßig verteilten Außenflächen 18 dargestellt ist, ist in Fig. 9 ein zentrales Kernelement 12 in Blickrichtung von oben gezeichnet, das fünf Außenflächen 18 mit Schwalbenschwanznuten 20 aufweist, wobei die Außenflächen 18 entlang des Umfanges des Formwerkzeuges 10 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. An jeder Außenfläche 18 ist ein Segmentelement 14 der ersten Gruppe vorgesehen, wobei die Segmentelemente 14 ein kreisabschnittförmiges Profil besitzen. Zwischen benachbarten Segmentelementen 14 sind fünf Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe vorgesehen, die entlang zusätzlicher Flächen 26 mit einer ausgezeichneten Zentrierung geführt sind. Mit einer solchen fünfeckigen Ausbildung des Kernelementes 12 bzw. des Formwerkzeuges 10 ist es möglich, das Kernelement 12 mit einem vergleichsweise großen zentralen Nutzungsbereich auszubilden. Daraus folgt jedoch, daß der Nutzungsbereich im Kernelement 12 umso größer wird, je größer die Anzahl Außenflächen 18 bzw. je größer die Anzahl Segmentelemente 14 und 16 ist.

Die Außenflächen 18 müssen entlang des Umfangs des zentralen Kernelementes 12 nicht gleichmäßig verteilt angeordnet sein, wie aus Fig. 10 ersichtlich ist. In dieser Figur sind vier verschieden große Segmentelemente 14 der ersten Gruppe und vier zwischen benachbarten Segmentelementen 14 vorgesehene unterschiedlich große und unterschiedlich gestaltete Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe angedeutet. Jedes Segmentelement 14 bzw. 16 ist mit mindestens einem radialen Ansatz 60 versehen, der zur Ausbildung einer Hinterschneidung an einem (nicht dargestellten) Druckgußteil dient. Derartige Hinterschneidungen sind bspw. zur Ausbildung von Bajonettverschlüssen an Druckgußteilen vorgesehen. Auch bei dieser unsymmetrischen bzw. unregelmäßigen Ausbildung des Formwerkzeuges 10 ist es jedoch so, daß in jedem durch zwei Segmentelemente 14 der ersten Gruppe bestimmten Eckenbereich des Kernelementes 12 zwei zusätzliche zweite Flächen 26 vorgesehen sind, durch welche im Kernelement 12 je eine Ausnehmung 28 zur Aufnahme eines Segmentelementes 16 der zweiten Gruppe bestimmt ist. Dabei ist jede erste Außenfläche 18 und die von dieser ersten Außenfläche 18 entfernte zweite Fläche 26 der zur ersten Außenfläche 18 benachbarten Ausnehmung 28 parallel ausgerichtet, was durch die Linienpaare 30 (s. auch z. B. die Fig. 1 und 4) angedeutet ist. Die Segmentelemente 16 unterscheiden sich in Fig. 10 dadurch, daß sie abgerundet, mit einer Schwalbenschwanzführung oder einfach eckig ausgebildet sind.

Die Fig. 11 zeigt in einer schematischen Darstellung eine andere Ausbildung eines Formwerkzeuges 10 mit einer von der Kreisform abweichenden Außenkontur und einem Kernelement 12, bei dem vier Außenflächen 18 unsymmetrisch verteilt vorgesehen sind. An jeder Außenfläche 18 ist ein erstes Segmentelement 14 der ersten Gruppe in bezug auf das Kernelement 12 verschiebbar gelagert, wobei durch die Segmentelemente 14 die Außenkontur des Formwerkzeugs in der in dieser Figur dargestellten Gießposition größtenteils bestimmt ist. Die verbleibende Außenkontur wird durch die Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe bestimmt, die zwischen benachbarten Segmentelementen 14 vorgesehen sind. Auch hier weist das Formwerkzeug 10 im Kernelement 12 für jedes Segmentelement 16 der zweiten Gruppe zwei zusätzliche Flächen 26 auf, so daß sich für jedes Segmentelement 16 eine genaue Zentrierung und Führung in bezug auf das Kernelement 12 ergibt. Aus dieser Figur ist auch ersichtlich, daß die zusätzlichen Flächen 26 jeder Ausnehmung 28 zu den von ihnen abgewandten Außenflächen 18 parallel verlaufen.

In jedem Fall umgreifen die Segmentelemente 14 der ersten Gruppe mit ihren beiden voneinander abgewandten Endabschnitten die Segmentelemente 16 der zweiten Gruppe und können, wie auch bei runder oder anderer Ausbildung, im Bereich 52 (s. Fig. 5) als Hebemitnahme lose mit Nut/Feder oder mit Stiften usw. verbunden sein.

Die Schwalbenschwanzfedern und -nuten können selbstverständlich auch vertauscht, d. h. am jeweils anderen Teil vorgesehen sein.

Claims (8)

1. Formwerkzeug zur Herstellung von Hinterschneidungen aufweisenden Druckgußteilen mit einem zentralen Kernelement (12) und mit zwei Gruppen von Segmentelementen (14, 16)

• - die abwechselnd entlang des Umfangs des Kernelements (12) angeordnet und entlang des Umfangs des Kernelements (12) zwischen einer Gießposition und einer Entformposition verschiebbar sind, und
• - die in jeder Verschiebeposition relativ zum Kernelement (12) an den Außenflächen (18, 26) aneinander anliegen, wobei das Kernelement (12) eine der Anzahl der Segmentelemente (14) der ersten Gruppe entsprechende Anzahl konisch verlaufender Außenflächen (18) aufweist, entlang derer die zugehörigen Segmentelemente (14) der ersten Gruppe zur Durchführung einer axialen und gleichzeitig einer radialen Bewegung verschiebbar sind,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß in jedem Eckbereich des Kernelements (12), der durch zwei benachbarte Außenflächen (18) für jeweils ein Segmentelement (14) der ersten Gruppe gebildet wird, zwei zusätzliche Außenflächen (26) vorgesehen sind, wodurch im Kernelement (12) jeweils eine Ausnehmung (28) zur Aufnahme jeweils eines Segmentelements (16) der zweiten Gruppe gebildet wird, das gleichzeitig mit der Verschiebung der benachbarten Segmentelemente (14) der ersten Gruppe verschiebbar ist, und
• - daß jede Außenfläche (18) und die von dieser Außenfläche (18) entferntere zusätzliche Außenfläche (26) der zur Außenfläche (18) benachbarten Ausnehmung (28) zueinander parallel verlaufen.

2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen (18) für die Segmentelemente (14) der ersten Gruppe und die zusätzlichen Außenflächen (26) für die Segmentelemente (16) der zweiten Gruppe alle den gleichen Konuswinkel (k) zur axialen Achse des Kernelements (12) aufweisen.

3. Formwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ausnehmung (28) und das zugehörige Segmentelement (16) an der dem Zentrum (34) des Kernelements (12) zugewandten Seite (72) abgerundet sind.

4. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Segmentelemente (14) der ersten Gruppe und die zugehörigen Außenflächen (18) des Kernelements (12) mit einander entsprechenden Führungselementen (20, 22) ausgebildet sind.

5. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement (12) einen zentralen Hohlraum (48) aufweist, durch den sich ein Halteteil (57) hindurch erstreckt.

6. Formwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (57) mit einem Kopfteil (58) ausgebildet ist.

7. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (57) mit einem Hohlraum und/oder das zentrale Kernelement (12) mit einem Hohlraum (46) für ein Kohlmedium ausgebildet ist/sind.