DE4119582C2 - Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Radialwälzlagerkäfigen, aus Kunststoff - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Radial­ wälzlagerkäfigen, aus Kunststoff, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von Radialwälzlagerkäfigen aus Kunststoff ist aus der DE 24 22 669 C2 bekannt. Der Kern dieses bekannten Spritzgießwerkzeugs ist quer unterteilt. An der Trennstelle führt ein Angußkanal vom Spritzkanal aus radial nach außen und gabelt sich in zwei konische Kanäle. Je einer der beiden konischen Kanäle führt jeweils an einen Punktanschnitt je eines Ringbordes von zwei Radialwälzlagerkäfigen. Beim Entformen wird der Kern an der Trennstelle getrennt, wobei der Angußkanal freigelegt und die Punktanschnitte durchgetrennt werden. Mit diesem Form­ werkzeug sind daher immer nur zwei Käfige gleichzeitig her­ stellbar.

Die Erfindung hat die Aufgabe ein Spritzgießwerkzeug der genannten Art derart auszubilden, daß je Spritzvorgang jeweils eine Vielzahl von axial hintereinan­ der in der Spritzform angeordneten Formkörpern herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung weist insbesondere den Vorteil auf, daß durch die sich wenigstens annähernd über die gesamte Länge der Schieber in Richtung der Zentralachse erstreckende Länge des Kerns und die Bemessung der Abmessungen des Kerns in Bezug auf die Werkstoffeigenschaft des verwendeten Kunst­ stoffs es möglich ist, eine große Anzahl von Formlingen in Ring-, Hülsen- oder Buchsenform gleichzeitig koaxial hinter­ einander in einem einzigen Spritzvorgang herzustellen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Formwerkzeugs gemäß dem Schnitt I-I der Fig. 2,

Fig. 2 eine Ansicht des Formwerkzeugs gemäß dem Schnitt II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht des Formwerkzeugs, wie in Fig. 1, je­ doch mit einem modifizierten Kern und

Fig. 4 eine Ansicht des Formwerkzeugs gemäß dem Schnitt III-III der Fig. 3.

In der Fig. 1 ist ein Spritzgießwerkzeug 1 mit einem Kern 2 darge­ stellt, der einen vorzugsweise zur Zentralachse 3 konzentri­ schen Spritzkanal 4 aufweist und mit mehreren, senkrecht zur Zentralachse 3 verschiebbar angeordneten, in einem Werkzeug­ außenteil 1.1 geführten Schiebern 5 versehen ist. Der Kern 2 erstreckt sich ungeteilt wenigstens annähernd über die gesamte, in Richtung der Zentralachse 3 verlaufende Länge 6 der Schieber 5.

Vom Spritzkanal 4 führen konische Angußkanäle 7 zu je einem Punktanschnitt 8 an der Innenseite 9 von in Formhohlräumen der Schieber 5 herzustellenden Formkörpern 10. Die Formhohl­ räume sind geschlossene oder offene Ringkanäle 11, wie in Fig. 1 an der in der Zeichnung unteren Kante 12 des Kerns 2 gezeigt ist, und/oder es sind beispielsweise die Steg­ formen 13 von Stegen von zu formenden Radialwälzlagerkäfigen, wie in Fig. 1 an der oberen Kante 14 des Kerns 2 dargestellt ist. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 werden jeweils zwei durch Ringkanäle 11 gebildete Ringborde 15 und 16 durch mehrere in den Stegformen 13 gebildete Stege 17 miteinander verbunden. Der Punktanschnitt 8 ist jeweils an einem Steg 17 vorgesehen. Je Käfig oder Formkörper 10 können auch mehrere Angüsse vorgesehen sein, die an mehreren Stegen 17 und/oder an mehreren Ringborden 15, 16 angebunden sein können.

An den Kern 2 schließt an einer Seite des Spritzgießwerkzeugs 1 ein Auszieher 18 mit einer zum Spritzkanal 4 konzentrischen Bohrung 19 an. In der Bohrung 19 ist ein Auswerfer 20 ver­ schiebbar gelagert. Im Bereich des Anschlusses an den Kern 2 ist die Bohrung 19 mit einer Ringnut 21 versehen. Auf der dem Auszieher 18 gegenüberliegenden Seite des Kerns 2 ist die Angußstelle 22 für den Spritzkopf einer Spritzgußmaschine vorgesehen. Auf dieser Seite kann noch ein über den Kern 2 koaxial schiebbarer, hülsenförmiger Abstreifer 23 angeordnet sein.

Die Querschnitte des Spritzkanals 4 und der Angußkanäle 7 sowie deren Tunnelhöhe 24 sind derart gewählt, daß ent­ sprechend der Werkstoffeigenschaft des gespritzten Kunst­ stoffs, insbesondere hinsichtlich seiner Elastizität und Reißfestigkeit, der im Spritzkanal 4 entstehende Anguß 25, einschließlich der in den Angußkanälen 7 entstehenden Tunnelangüsse 26 nach dem Spritzvorgang in insbesondere formstabil erstarrtem, jedoch noch warmelastischen Zustand, auszieh­ bar oder ausstoßbar ist. Weiterhin sind die Angußkanäle 7 entgegen der Ziehrichtung 27 des Ausziehers 18 gegen die Zentralachse 3 geneigt angeordnet. Der Neigungswinkel α beträgt beispielsweise etwa 30° bis 70°, insbesondere etwa 45° bis 60°.

Als Werkstoffe sind insbesondere Thermoplaste, beispiels­ weise auf der Basis von Polyoxymethylen, Polyäthersulfon, Polyäthercarbonat oder Polyamid, vorzugsweise das im Handel unter der Bezeichnung Polyamid 6.6 GF 25 erhältliche, mit Glasfasern gefüllte Polyamid geeignet.

Die Punktanschnitte 8 besitzen etwa einen Durchmesser von 0,5 mm bis 1,6 mm bzw. bei anderer Flächenkonfiguration eine entsprechend große Flächenausdehnung. Die Tunnelhöhe 24 be­ trägt etwa 0,3 mm bis 3 mm, bei Polyamid 6.6 GF 25 beispiels­ weise etwa 1 mm bis 1,5 mm oder bei einem thermoplastischen Elastomer (TPE) etwa 2,3 mm bis 3 mm.

Mit diesen Maßnahmen ist es möglich, den Anguß 25 stets zu­ sammen mit den Tunnelangüssen 26 nach dem formstabilen Er­ starren des verwendeten Kunststoffs, also in noch warmeiastischen Zustand und nach zunächst geringfügiger Relativverschiebung des Kerns 2 gegenüber den Schiebern 5 in Richtung der Zentral­ achse 3 und der damit erfolgten Abtrennung der Punktan­ schnitte 8 von dem bzw. von den Formkörpern 10, problemlos durch Ziehen des Ausziehers 18 in Richtung des Pfeiles 27 zu entfernen. Anschließend wird durch Verschieben des Aus­ werfers 20 in Richtung des Pfeiles 28 unter Überwindung der Haltekraft der Ringnut 21 der Anguß 25 aus dem Auszieher 18 ausgestoßen.

Die in Fig. 1 dargestellte Kernform eignet sich besonders für kleine Durchmesser der Formkörper 10 mit Tunnelhöhen 24 im vorstehend beschriebenen Bereich von 0,3 mm bis 3 mm.

Zur Herstellung von Formkörpern mit größerem Innendurch­ messer kann der Spritzkanal 4 in dem Kern 2 exzentrisch angeordnet sein, damit die Entformung des Angusses 25 mit den Tunnelangüssen 26 in gewünschter Weise gewährleistet ist. Da aber ein zentraler Spritzkanal 4 in der Regel wegen der vor­ handenen üblichen Spritzgießmaschinen verwendet bzw. bevor­ zugt werden sollte, wird bei größeren Durchmessern der Form­ körper 10 ein Formwerkzeug 1 mit einem modifizierten Kern 2, wie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt, verwendet.

Bei diesem Spritzgießwerkzeug 1 ist der Spritzkanal 4 exzentrisch so angeordnet, daß die obengenannten Bedingungen erfüllt werden. An der Quertrennfläche 29 zwischen dem Auszieher 18 und dem Kern 2 führt ein Angußverteiler 30 zu einem zentralen Hauptspritzkanal 31. Es kann vorteilhaft sein, mehrere Spritzkanäle 4, um entsprechende Zentriwinkel gegeneinander versetzt, im Kern 2 vorzusehen. Dies ist in Fig. 3 gestrichelt angedeutet und in Fig. 4 in einer Ansicht gemäß dem Schnitt III-III der Fig. 3 dargestellt. Entsprechend sind mehrere Angußverteiler 30 oder es ist eine Angußscheibe vorgesehen, mit denen bzw. mit der alle Spritzkanäle 4 verbunden sind. Auf diese Weise können auch in diesem Fall über den Hauptanschluß 34 der Anguß 25 oder alle Angüsse 25 der Spritzkanäle 4 mit­ samt den an ihnen angeformten Tunnelangüssen 26 über die An­ gußverteiler 30 bzw. über eine Angußscheibe problemlos ausge­ zogen und dann ausgeworfen werden.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 besteht der Kern 2 aus einem Dorn 32 und einer auf diesem in Richtung der Zentral­ achse 3 verschiebbar geführten Hülse 33, in der die Anguß­ kanäle 7 vorgesehen sind. Die Wandstärke der Hülse 33 ent­ spricht bevorzugt der Tunnelhöhe 24 der Angußkanäle 7. Durch Verschieben der Hülse 33 können die Punktanschnitte 8 von den Formkörpern 10 abgetrennt werden, ohne vom Anguß 25 abge­ schert zu werden.

Das Spritzgießwerkzeug 1 gemäß der Erfindung kann vorteilhaft auch so umgerüstet oder ausgeführt werden, daß mit ihm das an sich bekannte Heißkanalverfahren angewendet werden kann.

Erfindungsgemäß ist in diesem Fall der Kern 2 heizbar ausge­ bildet, beispielsweise mit einer elektrischen Heizung ver­ sehen. Hierdurch können der Anguß 25 und die Tunnelangüsse 26 auf Verformtemperatur gehalten werden. Dadurch kann mit dem Formwerkzeug 1 nach dem bekannten Heißkanalverfahren gearbei­ tet werden. Der in den Spritz- und Angußkanälen 4, 7, 31 vorhandene Kunststoff kann also für den nächsten Spritzvor­ gang praktisch verlustlos verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik insbesondere dadurch aus, daß mit einem ver­ gleichsweise einfachen Formwerkzeug, insbesondere mit einem einteiligen Kern, drei oder mehr geschlossene oder offene Formkörper in Ring- oder Hülsenform aus Kunststoff herge­ stellt werden können. Das bevorzugte Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist insbesondere die Herstellung von Radialwälzlagerkäfigen, bei denen zwei Ringborde durch über den Umfang verteilte Stege miteinander verbunden sind. Das erfindungsgemäß ausgebildete Formwerkzeug bietet nicht nur die Möglichkeit der Mehrfachfertigung von geschlossenen oder offenen Formkörpern in Ring- oder Hülsenform aus Kunststoff, sondern gewährleistet auch, daß diese Fertigung auf wesentlich kleineren und wirtschaftlicheren Spritzgießmaschinen vorge­ nommen werden kann.

Claims (5)

1. Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von geschlossenen oder offenen Formkörpern in Ring-, Hülsen- oder Buchsenform aus Kunststoff, insbesondere zur Herstellung von Radialwälzlager­ käfigen, bei denen zwei Ringborde durch über den Umfang ver­ teilte Stege miteinander verbunden sind, mit einem dem Innen­ durchmesser des Formkörpers entsprechenden zylindrischen Kern mit einem Spritzkanal und einem relativ zum Kern in Richtung der Zentralachse des Formkörpers verschiebbaren Werk­ zeugaußenteil mit radial bewegbaren Schiebern, die zur Zentral­ achse hin, bei Radialwälzlagerkäfigen in den Raum zwischen den Stegen und den Ringborden, einfahrbar sind und die Aus­ nehmungen zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer gleichachsig hintereinander sowie im Abstand voneinander angeordneter Formkörper aufweisen, wobei die Begrenzungen für die einander zugekehrten Stirnflächen der Formkörper von den Schiebern gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) sich ganz oder nahezu ganz ohne eine Querteilung über die gesamte sich in Richtung der Zentralachse (3) erstreckende Länge (6) der Schieber (5) erstreckt, daß im Kern (2) vom Spritzkanal (4) aus wenigstens ein zu jeweils einem Formkörper (10) führender konischer Angußkanal (7) für einen Tunnelanguß (26) vorgesehen ist, der jeweils zu einem Punktanschnitt (8) an der Innen­ seite (9) eines Formkörpers (10) führt und der beim Entformen am Punktanschnitt (8) vom Formkörper (10) abtrennbar ist, und daß der Querschnitt des Spritzkanals (4) sowie der Querschnitt und die Tunnelhöhe (24) der Angußkanäle (7) und die Werkstoff­ eigenschaft des verwendeten Kunststoffs derart gewählt sind, daß der im Spritzkanal (4) vorhandene Anguß (25) mit den in den Angußkanälen (7) vorhandenen Tunnelangüssen (26) im formstabil erstarrten, jedoch noch nicht erkalteten Zustand aus dem Kern (2) ausstoßbar oder herausziehbar ist.

2. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) aus einem Dorn (32) mit wenigstens einem Spritzkanal (4) und aus einer diesen umgebenden, relativ zum Dorn (32) verschiebbaren Hülse (33) , in der die Anguß­ kanäle (7) verlaufen, besteht, und daß durch Verschieben der Hülse (33) die Punktanschnitte (8) der Tunnelangüsse (26) vom Formkörper (10), nicht jedoch vom Spritzkanal (4), ab­ trennbar sind.

3. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Angußkanäle (7) vom Spritzkanal (4) ent­ gegen der Ziehrichtung (27) des Ausziehers (18) gegen die Zentralachse (3) geneigt angeordnet sind.

4. Spritzgießwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Kern (2) mehrere Spritzkanäle (4) für Angüsse (25) jeweils zusammen mit Angußkanälen (7) für die Tunnelangüsse (26) um entsprechende Zentriwinkel gegeneinan­ der versetzt vorgesehen sind, daß die Spritzkanäle (4) über einen Angußverteiler (30) oder über eine Angußscheibe mit einem Hauptspritzkanal (31) für einen Hauptanguß (34) verbun­ den sind, und daß der Angußverteiler (30) bzw. die Angußschei­ be an einer Quertrennfläche (29) des Formwerkzeugs (1) derart vorgesehen sind bzw. ist, daß die Angüsse (25) mit den Tunnel­ angüssen (26) über den Hauptanguß (34) und der Angußverteiler (30) bzw. die Angußscheibe aus dem Kern (2) entfernbar sind.

5. Spritzgießwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) heizbar und auf eine der­ artige Temperatur aufheizbar ist, daß der in seinen Kanälen, nämlich in den Spritzkanälen (4, 31) und in den Anguß­ kanälen (7) , vorhandene Kunststoff verformbar ist bzw. bleibt.