DE3908479A1 - Scharnier und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Scharnier mit in eine Öse ein­ gestecktem Verbindungsstift sowie ein Verfahren zum Her­ stellen des Scharniers in Spritzgußtechnik.

Als Spritzgußteile gefertigte Scharniere werden zum beweg­ lichen Verbinden von zwei Teilen benutzt, insbesondere zum Verbinden eines Behälters mit einem Deckel, der zu öffnen und zu schließen sein soll. Anwendung finden derartige Scharniere beispielsweise bei Behältern für Reisebedarf, Süßigkeiten, Schreibgeräte, Uhren, CD-Platten und derglei­ chen. Im allgemeinen werden die Behälter im Spritzgußver­ fahren aus thermoplastischem Harz in einer Form herge­ stellt. Dabei werden Deckel und Behälter, von denen der eine einen Verbindungsstift und der andere ein Lager trägt, getrennt geformt und anschließend unter Ausnutzung der Ela­ stizität des Harzes Verbindungsstift und Lager, sei es von Hand, sei es maschinell zu einem Scharnier vereinigt, um Deckel und Behälter miteinander zu verbinden.

Auf herkömmliche Weise zusammengesetzte Scharniere werden leicht getrennt, wenn der Verbindungsstift leichtgängig in der entsprechenden Öffnung oder Öse sitzt. Es kommt auch vor, daß die beiden zu verbindenden Teile wegen des locke­ ren Scharniers nicht genau zusammenpassend verbunden werden können. Wenn Verbindungsstifte und die entsprechenden Ösen auf exakte Passung hergestellt werden, erleiden sie beim Zusammensetzen Beschädigungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der genann­ ten Nachteile herkömmlicher Verfahren ein Spritzgußverfah­ ren für die unmittelbare Herstellung von Scharnieren zu schaffen, deren Verbindungsstift in der zugehörigen Öse sitzt. Aufgabe der Erfindung ist auch die Schaffung von Scharnieren gemäß diesem Verfahren.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit der Erfindung können in einem einzigen Arbeitsgang durch Spritzgießen verschiedene Arten von Formteilen direkt hergestellt werden, wobei je zwei Teile mittels Scharnier beweglich verbunden sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Reihe von Schnitten durch ein Ausführungsbei­ spiel eines erfindungsgemäß hergestellten Schar­ niers;

Fig. 2 Teilschnitte einer Form zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Scharniers;

Fig. 3 perspektivische Ansichten mehrerer Ausführungs­ beispiele von Formteilen mit Scharnieren gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Form zur Herstellung von Formteilen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;

Fig. 5 den Schnitt A-A in Fig. 4;

Fig. 6 den Schnitt B-B in Fig. 4;

Fig. 7 vergrößerte Schnitte des Scharnierformteils der in Fig. 4 gezeigten Form.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung zur Spritzgußfer­ tigung eines Scharnieres mit einem in der zugehörigen Öse sitzenden Verbindungsstift wird zunächst ein zylindrischer Schieber mit konkav gestalteter Spitze in einen Scharnier­ formraum einer Form eingeschoben und dann Formmasse in den Formraum eingespritzt, um ein Lager zu formen, bei dem die Innenfläche der Öse mit der Außenfläche des zylindrischen Teils gebildet wird, wobei das Lager im Außenraum an der äußeren zylindrischen Oberfläche des Schiebers entsteht, und der Verbindungsstift zur Passung in die Öse in dem Innen­ raum der konkaven Höhlung geformt wird.

Fig. 1 zeigt einige Ausführungsbeispiele von Scharnieren, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind.

Im einzelnen zeigt

Fig. 1(a) ein Scharnier, bei dem die Außenfläche eines Verbindungsstiftes 20 und die Innenfläche einer in einem Lager 21 vorgesehenen Öse mittels eines Dünnfilms 30 in Form einer dünnen Scheibe verbunden sind.

Fig. 1(b) zeigt ein Scharnier, bei dem die Außenfläche des Verbindungsstiftes 20 und die Innenfläche der Öse im Lager 21 durch schmale Stege 31 nach Art der Speichen eines Rades verbunden sind.

Fig. 1(c) zeigt ein Scharnier, bei dem die Außenfläche des Verbindungstiftes 20 nicht mit der Innenfläche der Öse im Lager 21 verbunden ist.

Fig. 1(d) zeigt ein Scharnier, bei dem der Verbindungs­ stift 20 in zwei Ösen eingepaßt ist, die in zwei Lagern 21 ausgebildet sind, und die Oberfläche des Verbindungsstiftes und die Innenfläche der Öse in der gleichen Weise wie in Fig. (a) oder (b) miteinander verbunden sind.

Fig. 1(e) zeigt ein Scharnier, bei dem der Verbindungs­ stift 20 in zwei Ösen in zwei Lagern 21 eingepaßt ist und die Außenfläche des Verbindungsstiftes mit der Innenfläche der Öse nicht verbunden ist, wie im Fall von Fig. 1(c).

Wenn der Verbindungsstift mit dem Lager in Verbindung steht, können auch Scharniere hergestellt werden, bei denen die Außenfläche des Verbindungsstiftes und die Innenfläche der Öse eine Verbindung miteinander haben, deren Gestalt zwischen der gemäß Fig. 1(a) oder 1(b) liegt. Im Fall derjenigen Scharniere, bei denen die Außenfläche des Ver­ bindungsstiftes mit der Innenfläche der Öse verbunden ist, wie in Fig. 1(a), (b) oder (d) gezeigt, wird das Verbin­ dungsstück durch Drehen des Verbindungsstiftes mit Kraft bei Benutzungsbeginn zerbrochen, so daß die Teile als Scharnier wirken. Die genannte Verbindung sollte so dünn oder so schmal wie möglich sein, damit sie leicht von Hand getrennt werden kann.

Scharniere, bei denen das Lager mit dem Verbindungsstift verbunden ist, wie im Fall von Fig. 1(a), (b) oder (d), wirken eigentlich noch nicht als Scharniere, sondern sind Vorläufer von Scharnieren. Die Erfindung schließt aber auch diese Scharniervorläufer ein, da sie wie Scharniere wirken, sobald der Verbindungsstift einmal gedreht worden ist, um die Verbindung zu zerstören.

Ein Spritzgußverfahren gemäß der Erfindung soll unter Hin­ weis auf Fig. 2 näher erläutert werden. Fig. 2 zeigt im Teilschnitt eine Verfahrensstufe, bei der ein zylindrischer Schieber 12, dessen Spitze konkav gestaltet ist, in den Scharnierformraum eingeschoben ist, der von einem Formteil 10 an der feststehenden Seite und einem Formteil 11 an der beweglichen Seite begrenzt ist.

Der Schieber 12 ist so in den Scharnierformraum zwischen dem Formteil 10 an der festen Seite und dem Formteil an der beweglichen Seite eingesetzt, daß eine Form entsteht, in welcher der Scharnierformraum in einen Formhohlraum 13 für den Verbindungsstift und einen Formhohlraum 14 für das La­ ger unterteilt ist. Formmasse wird zur Herstellung des Spritzgußteils von den Seiten der Formhohlräume für den Verbindungsstift und das Lager eingespritzt. Hierbei wird ein Lager im Außenraum um die äußere zylindrische Oberflä­ che des Schiebers 12 und ein in eine Öse einzupassender Verbindungsstift im Inneren des konkaven Hohlraums im Schieber 12 geformt. Auf diese Weise wird ein Scharnier er­ halten, bei dem der Verbindungsstift in die entsprechende Öse eingepaßt ist.

Im übrigen sind die Verfahrensschritte vom Einspritzen der Formmasse bis zur Herausnahme des Formteils ebenso wie bei herkömmlichen Spritzgußverfahren, bei denen Formen für die Herstellung von Spritzgußteilen aus Kunststoff benutzt wer­ den.

Scharniere, bei denen der Verbindungsstift und das Lager unverbunden sind, wie in Fig. 1(c) oder 1(e) gezeigt, werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren so hergestellt, daß der Formteil 10 an der festen Seite und der Formteil 11 an der beweglichen Seite vollständig miteinander in Berüh­ rung stehen, so daß die Oberfläche an der Spitze des Schie­ bers 12 den Formhohlraum 13 für den Verbindungsstift voll­ ständig von dem Formhohlraum 14 für das Lager abtrennt, wenn der Schieber 12 eingefahren ist, wie in Fig. 2(a) ge­ zeigt. Wenn die Oberfläche an der Spitze des Schiebers 12 keinen Kontakt herstellt und sehr wenig Raum zwischen dem Formteil 10 an der festen Seite und dem Formteil 11 an der beweglichen Seite frei bleibt, wenn der Schieber 12 einge­ schoben ist, wie in Fig. 2(B) gezeigt, dann fließt Spritz­ gußmasse in diesen Spalt. Folglich entsteht ein Scharnier, bei dem Verbindungsstift und Lager miteinander verbunden sind. Für die Zwischengestalten zwischen Fig. 2(A) und 2 (B) wird beispielsweise ein Scharnier erhalten, bei dem der Verbindungsstift mit dem Lager über stangenartige Gebilde gemäß Fig. 1(b) verbunden ist oder ein Scharnier, bei dem der Verbindungsstift mit dem Lager in einer Zwischengestalt zwischen Fig. 1(a) und 1(b) verbunden ist, wenn der Schieber 12 eine Spitze mit ungleichmäßiger Oberfläche hat und der Formhohlraum 13 für den Verbindungsstift mit dem Formhohlraum 14 für das Lager durch den an dieser Spitze mit ungleichmäßiger Oberfläche vorhandenen Spalt in Verbin­ dung steht.

Da das Scharnier gemäß der Erfindung durch ein Spritzguß­ verfahren gefertigt wird, werden als Formmassen thermopla­ stische Harze verwendet. Zu diesen thermoplastischen Harzen gehören, ohne allerdings darauf beschränkt zu sein, die folgenden Styrol-, Methacryl-, Acrylnitril-Butadien-Sty­ rol-, Acrylnitril-Styrol-Harze, Polycarbonate, harte Poly­ vinylchloride, Polyamide, Polyäthylene, Polypropylene und Polyacetale.

Ein Scharnier ist eine Vorrichtung, mit der zwei Teile be­ weglich zu einem Gegenstand miteinander verbunden werden. Zu speziellen Beispielen gehören Behälter, deren Deckel mittels eines Scharniers zu öffnen und zu schließen ist. Einige Ausführungsbeispiele solcher Behälter sind in Fig. 3 gezeigt. Die Darstellungen in Fig. 3 zeigen nur wenige For­ men der Benutzung des Scharnieres, und der Bereich der Er­ findung ist absolut nicht auf die dargestellten Artikelfor­ men begrenzt.

Fig. 3(A) zeigt einen quadratischen Behälter 22 mit einem Scharnier gemäß Fig. 1(a), (b) oder (c), nämlich mit einem Verbindungsstift, der von einem einzigen Lager abgestützt ist.

Fig. 3(B) zeigt einen quadratischen Behälter 22 mit einem Scharnier gemäß Fig. 1(d) oder (e), das heißt mit einem Verbindungsstift, der in Doppellagern abgestützt ist.

Fig. 3(C) zeigt einen zylindrischen Behälter mit einem Scharnier gemäß Fig. 1(d) oder 1(e).

Für die Herstellung dieser Artikel wird eine Form benutzt, bei der der Formhohlraum für den Verbindungsstift durchge­ hend ist zum Formhohlraum für einen der zu verbindenden Teile und der Formhohlraum für das Lager durchgehend ist zum Formhohlraum für den anderen der zu verbindenden Teile. Dann wird in die Formhohlräume der beiden zu verbindenden Teile Formmasse für den Spritzguß eingespritzt. Es entsteht also durch einen einzigen Spritzgußschritt ein Gegenstand, dessen beide Teile durch ein Scharnier oder Scharniere ver­ einigt sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele von Formen zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zur Herstellung von Formen für zwei durch Scharniere gemäß der Erfindung mit­ einander verbundene Teile sind in den Zeichnungen darge­ stellt und sollen näher erläutert werden.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Form zum Spritz­ gießen des in Fig. 3(A) gezeigten Behälters, dessen beide Teile durch Scharniere miteinander verbunden sind. Diese Zeichnung ist eine Draufsicht mit teilweise weggebrochenen Bereichen aus Gründen der Klarheit. Eine Form wird zusam­ mengesetzt aus einem Formteil 10 an der festen Seite, einem Formteil 11 an der beweglichen Seite und einem Schieber 12. Die Ansicht gemäß Fig. 4 ist aus der Richtung des Formteils 10 an der festen Seite. Rechts der Linie B-B ist Formteil 11 an der beweglichen Formseite dargestellt, wobei die Form an der festen Seite weggelassen ist.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie A-A durch die Form gemäß Fig. 4. Fig. 6 zeigt einen Schnitt längs der Li­ nie B-B durch die Form gemäß Fig. 4. In Fig. 7 ist der Scharnierformteil der Form gezeigt, ein wichtiger Teil der Erfindung. Fig. 7(A) zeigt einen Zustand, bei dem die Form geschlossen und ein Gegenstand geformt ist, Fig. 7(B) zeigt die geöffnete Form nach dem Spritzgußverfahren. Der in Fig. 4 weggelassene Teil ist in Fig. 5 in seinen ur­ sprünglichen Zustand zurückgekehrt gezeigt. Aus diesem Grund zeigt Fig. 5 einen Führungszapfen 15. In Fig. 4 ist der Führungszapfen 15 an der rechten Seite zusammen mit der Form an der festen Seite weggelassen.

Der Zusammenbau dieser Form wird vervollständigt durch das Einsetzen des Schiebers 12 am Formteil 11 an der bewegli­ chen Seite unter Führung durch den Führungszapfen 15, der am Formteil an der festen Seite befestigt ist. Dabei wird der Schieber 12 abgestimmt mit der Bewegung des Formteils 11 an der beweglichen Seite zwischen die Formteile 10 und 11 gebracht, wobei gleichzeitig der Formteil 11 an der be­ weglichen Seite so bewegt wird, daß er mit dem Formteil 10 an der festen Seite zusammengebracht wird. Wenn die Form sich in zusammengesetztem Zustand befindet, steht der Form­ hohlraum für den Behälter 22 durch den Formhohlraum für das Lager und den Formhohlraum für einen Deckel 23 mit dem Formhohlraum für den Verbindungsstift in Verbindung.

Fig. 6 zeigt den Zustand, bei dem thermoplastisches Harz von seiten des Formteils 10 an der festen Seite in den Formhohlraum für den Behälter 22 und den Formhohlraum für den Deckel 23 eingespritzt wird. Nach dem Einspritzen des thermoplastischen Harzes in die Form wird die Form geöffnet und das fertige Spritzgußteil mittels Ausstoßzapfen 16 von dem Formteil 11 an der beweglichen Seite getrennt. So wird also ein Behälter mit Deckel gemäß Fig. 3(A), nämlich das beabsichtigte Spritzgußformteil herausgenommen. Gemäß der Erfindung können auch Scharniere hergestellt werden, deren Konstruktion so gestaltet ist, daß der Verbindungsstift oder das Lager eine geringe Elastizität hat oder die aus wenig elastischem Material hergestellt sind, so daß Verbin­ dungsstift und Lager nach der Formgebung nicht mehr zusam­ mengepaßt werden könnten.

Ein Scharnier, bei dem der Verbindungsstift in die zugehö­ rige Öse eingesetzt ist, kann in nur einem einzigen Spritz­ gußschritt geschaffen werden. Ferner kann durch einen ein­ zigen Spritzgußschritt ein Formteil geschaffen werden, bei dem die beiden zu verbindenden Teile mittels eines oder mehrerer Scharniere vereinigt sind. Das bedeutet, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine Verringerung der Anzahl nö­ tiger Verfahrensschritte für den Zusammenbau sowie eine Ra­ tionalisierung der Stückkontrolle ermöglicht.

In Geschäften, die kleine Erzeugnisse verkaufen, beispiels­ weise CD-Platten, wird häufig gestohlen. Eine der möglichen Schutzmaßnahmen gegen Diebstahl in Geschäften besteht darin, die Artikel in den größtmöglichen Verkaufsbehältern anzubieten. Hierzu eignet sich das Scharnier gemäß der Er­ findung. Der Hauptkörper des Behälters und der Deckel wer­ den einfach offen gehalten, da sie durch das Scharnier fest miteinander verbunden sind, dessen Verbindungsstift und La­ ger ihrerseits durch eine so schwache Verbindung aneinander hängen, daß diese Verbindung durch Biegen leicht zerbrochen werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, das eigentli­ che Erzeugnis für den Verkauf durch den Behälter größer zu gestalten. Folglich eignet sich die Erfindung als Vorbeu­ gungsmaßnahme gegen Diebstahl aus Geschäften. Nach dem Kauf braucht der Käufer lediglich den Deckel umzubiegen, um den Verbindungsabschnitt zu trennen und kann dann das Behältnis willkürlich öffnen und schließen.

Claims (3)

1. Verfahren zum Herstellen eines Scharnieres mit in dazu­ gehörigem Lager (21) sitzendem Verbindungsstift (20) in Spritzgußtechnik, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schieber (12) mit mindestens annähernd zylindrischer Außenfläche, der an seinem Ende einen Formhohlraum (13) aufweist, in den Scharnierformraum (14) einer Form (10, 11) eingesetzt wird, daß dann eine Spritzgußmasse in die Form (10, 11) eingespritzt wird, und daß ein Lager im Scharnierformraum (14) an der äußeren Zylinderfläche des Schiebers geformt wird, bei dem die Innenfläche der Öse mit der Außenfläche des Zylinders gebildet wird, und daß der in das Lager (21) passende Verbindungsstift (20) im Formhohlraum (13) des Schiebers (12) geformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (12) so eingesetzt wird, daß ein durchgehender Raum frei­ bleibt zwischen dem Scharnierformraum (14) außerhalb der Außenfläche des Schiebers (12) und dem Formhohlraum (13) innerhalb des Schiebers (12), und daß die Spritzgußmasse so verformt wird, daß sie den Verbindungsstift (20) teil­ weise mit dem Lager (21) verbindet.

3. Scharnier, dadurch gekennzeichnet, daß es einen an dem einen der zu verbindenden Teile (22) befestigten Ver­ bindungsstift (20) und ein an dem anderen der zu verbin­ denden Teile (23) befestigtes Lager (21) aufweist, und daß der Verbindungsstift (20) in das zugehörige Lager (21) eingepaßt und mit diesem durch eine dünne Scheibe (30) oder durch schmale Stege (31) in Form von Speichen eines Rades verbunden ist.