DE4202351C2 - Verfahren zum Spritzgießen von Gegenständen aus wenigstens zwei Teilen - Google Patents
Verfahren zum Spritzgießen von Gegenständen aus wenigstens zwei TeilenInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Spritz
gießen von Gegenständen aus wenigstens zwei selbständigen,
unlösbar, aber gegeneinander drehbeweglich verbundenen Tei
len, wobei das jeweils nachfolgend gefertigte Teil zumin
dest teilweise in eine Formausnehmung des zuvor gefertigten
Teils eingespritzt oder zumindest teilweise um das zuvor
gefertigte Teil gespritzt wird.
Es gibt eine Vielzahl von Gebrauchsgegenständen, die im
Wege des Spritzgießens aus den unterschiedlichsten Kunst
stoffen gefertigt werden, darunter auch solche, die aus
mehreren beweglichen miteinander verbundenen Teilen beste
hen, wobei es sich sowohl um Gelenkverbindungen, um eine
Achse wirkende Drehbewegungen, lineare Bewegungen oder auch
andere, zum Teil sehr komplexe Bewegungen der Teile gegen
einander handeln kann. Während solche Teile früher einzeln
gefertigt, in aufwendigen manuellen oder automatischen Ar
beitsvorgängen einander zugeordnet und montiert wurden, ist
es mittlerweile bekannt, ausgehend von einem zuerst gefer
tigten Teil die mit diesem unlösbar, aber beweglich verbun
denen Teile direkt anzuformen. Hierbei bildet das zuerst
hergestellte Teil einen Ausschnitt der Form für das oder
die im folgenden gefertigten Teile. Ein Verschmelzen mit
einander verbundener Teile wird dabei dadurch verhindert,
daß für das zuvor gefertigte Teil ein Kunststoff verwendet
wird, der kurzfristig hohen Temperaturen aussetzbar ist.
Um bei diesem Verfahren eine unlösbare, aber dennoch beweg
liche Verbindung zu erhalten, muß an dem zunächst fertigge
stellten Kunststoffteil eine Hinterschneidung angeformt
werden. Da eine solche Hinterschneidung für eine lösbare,
aber gleichzeitig bewegliche Verbindung zweier Teile in na
hezu allen Fällen rund umlaufend ausgebildet sein muß, ist
zu ihrer Herstellung ein mindestens zweiteiliges Formwerk
zeug erforderlich, dessen beide Hälften im Bereich der Hin
terschneidung aneinanderstoßen. Denn die Entnahme des
Spritzlings, welcher bei der Herstellung eines nachfolgen
den Kunststoffteils in dessen Formwerkzeug einen Ausschnitt
bildet, kann ausschließlich dadurch erfolgen, daß die erste
Form im Bereich der Hinterschneidung getrennt wird. Die
Verwendung einer im Bereich der Hinterschneidung zu tren
nenden Form bringt jedoch eine Vielzahl von Nachteilen mit
sich. Wenn die beiden Hälften des Formwerkzeugs nicht mit
allerhöchster Präzision ausgerichtet sind und nur einen
minimalen Versatz aufweisen, ist am Spritzling bereits eine
Kante vorhanden. Da gerade dieser die Hinterschneidung auf
weisende Bereich im nachfolgenden Arbeitsschritt einen Aus
schnitt des Formwerkzeugs für das nächste Spritzteil bil
det, entsteht bei dessen Herstellung eine zu der Kante des
ersten Teils komplementäre Oberflächenunebenheit. Diese in
einandergreifenden Kanten bilden gewissermaßen einen An
schlag für die Relativbewegung der beiden verbundenen Teile
gegeneinander. Außerdem treten durch diese Oberflächenu
nebenheiten erhöhte Reibungskräfte auf. Doch selbst bei ei
ner äußerst genauen Ausrichtung der zwei Formhälften sind
nicht alle Schwierigkeiten behoben. Denn bei einer gering
sten Kantenverletzung einer oder beider Werkzeughälften
bildet sich am zuvor gefertigten Teil ein Grat aus. Dieser
Grat ruft am folgend hergestellten Spritzling eine komple
mentäre Nut hervor, so daß ein aus einer Rastnase und ent
sprechender Vertiefung bestehendes Rastelement erzeugt
wird, was ebenfalls zu einer ungleichmäßigen Drehbewegung
beiträgt. Da ab einer bestimmten Größe des Grates die Dreh
beweglichkeit erheblich eingeschränkt oder sogar unmöglich
ist, sind zur Vermeidung von Ausschuß relativ kurze Stand
zeiten der Formwerkzeuge einzuhalten. Hieraus ergeben sich
erhebliche Unkosten für die Herstellung der Formwerkzeuge.
Dieser nachteilige Stand der Technik wird beispielsweise
von der DE 37 25 352 A1 reflektiert. Dort ist ein Verfahren
beschrieben, bei welchem die ineinander beweglichen Teile
eines Drehgelenks durch Ineinanderspritzen derart hergestellt
worden sind, daß das eine Formteil die Form für die
Spritzgießfertigung des anderen Formteils bildet. Die Ge
lenkverbindung weist eine Gelenkschale und eine Gelenkkugel
auf, die im fertigen Zustand durch einen Spalt voneinander
getrennt sind. Dieser Spalt, der bei der Fertigung durch
ein eingeschobenes Element ausgefüllt ist, da er ansonsten
mit Material gefüllt wird, wird von einem die Gelenkschale
mit der Gelenkkugel verbindenden Steg durchsetzt. Dieser
Steg rührt von dem beim Spritzen auftretenden Fluß des Ma
terials von einem Teil zum anderen her, so daß auf diese
Weise nicht an zwei Stellen eingespritzt werden muß. Nach
Entnahme der Gelenkverbindung aus dem Werkzeug wird dieser
Steg abgebrochen, so daß die Gelenkverbindung bewegbar ist.
Dies hat jedoch zur Folge, daß eine wirklich saubere,
glatte und eine geschmeidige Bewegung ermöglichende Gelenk
verbindung nicht entsteht, da zunächst sichergestellt werden
muß, daß der Steg aus dem Spalt wieder herausgelangt
und zum anderen vom Steg herrührende Bruchkanten oder Vor
sprünge an den Gelenkteilen stehenbleiben, die zu einer er
höhten Reibung führen und als Anschläge, die die Gelenk
bewegung behindern, wirken.
Aus diesen Problemen ergibt sich die der Erfindung zugrunde
liegende Aufgabe, ein Verfahren zum Spritzgießen von Ge
genständen aus wenigstens zwei selbständigen, unlösbar,
aber gegeneinander drehbeweglich verbundenen Teilen zu
schaffen, bei welchem das jeweils zuvor gefertigte Teil
einen Ausschnitt der Form für das nachfolgend hergestellte
Teil bildet und im Bereich der die unlösbare, aber gegen
einander drehbewegliche Verbindung der beiden Teile bewir
kenden Hinterschneidung prinzipbedingt eine völlig glatte
Oberfläche aufweist. Mit anderen Worten, die Erfindung ver
sucht, die Entstehung von Graten oder Kanten durch ein vom
vorstehend beschriebenen Verfahren prinzipiell abweichendes
Verfahren zu erreichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren
zum Spritzgießen von Gegenständen aus wenigstens zwei selbständigen,
unlösbar, aber gegeneinander drehbeweglich verbundenen Teilen, bei
dem ein erstes Teil vorgefertigt und an das ein etwa
hohlzylindrisches Element angeformt wird, welches in einem
eine Verformung erlaubenden plastischen oder zähplastischen
Zustand in eine zumindest im Verbindungsbereich angeordnete
Spritzform eingelegt wird, und bei dem der von der Spritzform
unverschlossene Innenraum des hohlzylindrischen Teils
zur Herstellung des zweiten Teiles so ausgespritzt wird,
daß durch den Druck des eingespritzten Werkstoffs der Bereich
des Hohlzylinders zu einer rotationssymmetrischen
Hinterschneidung verformt wird. Die Längsachse des an dem
zuerst hergestellten Teil angeformten, hohlzylindrischen
Elements definiert dabei die Rotationsachse der drehbeweg
lichen Verbindung. Ein Teil der Oberfläche dieses hohl
zylindrischen Elements - entweder der innere oder der äußere
Zylindermantel - dient als Gleitfläche für das beweglich
mit dem ersten verbundene Teil. Die für die Unlösbarkeit
der Verbindung notwendige Hinterschneidung wird durch Ver
formung des hohlzylindrischen Elements beim Spritzvorgang
für das drehbar angelenkte Spritzteil erzeugt. Die Herstel
lung eines hohlzylindrischen Elements kann ohne Trennung
des Formwerkzeugs zumindest in dem betreffenden Bereich er
folgen. Vielmehr wird ein Teil der Form nach Fertigstellung
des Spritzlings in achsparalleler Richtung des Hohlzylinders
entfernt. Somit befinden sich die an den Berührungsstellen
der für die Entnahme des Kunststoffteils notwendigen
beiden Formhälften unvermeidlich auftretenden Grate
und/oder Kanten außerhalb des Berührungsbereichs der beiden
drehbeweglich miteinander verbundenen Teile. Die Oberflächen
des hohlzylindrischen Elements sind daher optimal
glatt. Diese Oberflächeneigenschaft ändert sich auch bei
der Verformung des hohlzylindrischen Elements zu einer
rotationssymmetrischen Hinterschneidung nicht. Daher wird
die Drehbeweglichkeit der einzelnen Teile des fertigen Ge
genstands nicht beeinträchtigt und hängt insbesondere nicht
von schwer zu beherrschenden Herstellungsfaktoren ab.
Wenn ein nachfolgend gefertigtes Teil zumindest teilweise
in eine Formausnehmung des zuvor gefertigten Teils einge
spritzt wird, hat es sich als günstig erwiesen, daß an dem
jeweils zuerst hergestellten Teil in dessen Verbindungs
bereich zu einem nachfolgend herzustellenden, drehbeweglichen
Teil ein etwa hohlzylindrisches, an seiner Innenseite grat
freies Element angeformt wird, welches daraufhin von einer
Form für das nachfolgende Teil umschlossen wird, deren In
nenseite im Bereich des hohlzylindrischen Elements mit einer
über dessen gesamten Umfang querschnittlich konstanten
Vertiefung versehen ist, und sodann das folgende Teil ge
spritzt wird, wobei das zuerst hergestellte Teil durch den
Druck des eingespritzten Werkstoffs im Bereich des Hohl
zylinders nach außen gedrückt wird und der Vertiefung in der
Forminnenseite anliegt. Die Herstellung des hohlzylindri
schen, an seiner Innenseite gratfreien Elements kann - wie
oben bereits beschrieben - mittels eines nach der Erstar
rung axial zurückziehbaren, zylindrischen Kerns bewirkt
werden. Nach der Entnahme dieses zuerst hergestellten Teils
aus seiner Form wird es zur Herstellung eines weiteren,
drehbeweglich verbundenen Teils derart in eine Form einge
legt, daß das hohlzylindrische Element im Bereich seines
freien Endes an der Außenseite dicht umschlossen wird.
Diese Form, von der das hohlzylindrische Element mit seinem
Innenraum in diesem Zustand einen Ausschnitt bildet, weist
in dem Bereich, der der äußeren Mantelfläche des hohlzylin
drischen Elements benachbart ist, eine über den gesamten
Umfang dieses Elements querschnittlich konstante Vertiefung
auf. Somit befindet sich zwischen dem Außenmantel des
hohlzylindrischen Elements und dem dieses umschließenden
Formteil ein ringförmiger Hohlraum. Dieser kann in Längs
richtung des Hohlzylinders an einer beliebigen, zwischen
dessen beiden Enden liegenden Stelle angeordnet sein oder
auch nahezu die gesamte Höhe des hohlzylindrischen Elements
umfassen. In dem nun folgenden Spritzvorgang füllt der
Kunststoff die Form sowie den mit dieser in Verbindung ste
henden Innenraum des hohlzylindrischen Elements vollständig
aus. Durch den Druck des eingespritzten Werkstoffs verformt
sich der relativ dünnwandige Hohlzylinder im Bereich des
ringförmigen Hohlraums in radialer Richtung. Durch die hohe
Elastizität des Kunststoffs wird diese Verformung erst nach
dem Anliegen des ursprünglich hohlzylindrischen Elements an
der Oberfläche der ringförmigen Vertiefung in der Forminnen
seite begrenzt. Wegen der konstanten Wandstärke des
hohlzylindrischen Elements bildet sich die Kontur der ring
förmigen Vertiefung in der Forminnenseite auf die Oberfläche
des inneren Zylindermantels ab, welche deshalb eine
ringförmige Hinterschneidung gleichförmigen Querschnitts
ausbildet.
Dabei ist die Vertiefung in der Innenseite der Form für das
nachfolgende Teil in axialer Richtung des Hohlzylinders
konkav gekrümmt. Um das relativ dünnwandige, hohlzylindrische
Element bei seiner Ausbeulung nicht durch eine querschnittlich
stufenförmige Ausbildung der ringförmigen Vertiefung
einer übermäßigen Dehnung zu unterwerfen und damit
der Gefahr einer Beschädigung oder gar eines Abreißens
auszusetzen, weist die ringförmige Vertiefung der Form in
einem durch die Längsachse des Hohlzylinders verlaufenden
Schnitt ein stetiges Profil auf. Einen optimalen Schutz des
hohlzylindrischen Elements bei der Verformung gewährt dabei
eine im Profil konkav gekrümmte Vertiefung.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren
zum Spritzgießen von Gegenständen aus wenigstens zwei selbständigen,
unlösbar, aber gegeneinander drehbeweglich verbundenen Teilen,
bei dem ein erstes Teil vorgefertigt
und an das ein etwa hohlzylindrisches Element angeformt
wird, welches in einem eine Verformung erlaubenden
plastischen oder zähplastischen Zustand in eine zumindest
im Verbindungsbereich angeordnete Spritzform zum Ausformen
des zweiten Teils eingelegt wird, und bei dem der Außenraum
des von einem Kern der Form verschlossenen Innenraumes des
hohlzylindrischen Elements bei der Herstellung des zweiten
Teils so ausgespritzt wird, daß durch den Druck des ein
gespritzten Werkstoffs der Bereich des Hohlzylinders zu einer
rotationssymmetrischen Hinterschneidung verformt wird. Auch
bei diesem Verfahren wird also an dem zuvor gefertigten
Teil ein hohlzylindrisches Element angeformt, wobei es nun
vor allem darauf ankommt, daß die Außenseite des
hohlzylindrischen Elements völlig glatt ist, weil diese im
fertigen Zustand die Gleitfläche der unlösbaren, aber
beweglichen Verbindung darstellt. Aus diesem Grund wird bei
dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das
nachfolgend hergestellte Kunststoffteil in den Außenraum
des hohlzylindrischen Elements gespritzt. Damit sich durch
den Druck des eingespritzten Werkstoffs der Hohlzylinder
nach innen zu einer Hinterschneidung verformen kann, wird
sein Innenraum durch einen rotationssymmetrischen Kern
dichtend abgeschlossen, der ein Eindringen des Kunststoffs
in diesen Bereich verhindert. Dieser Kern dient daneben jedoch
auch zur Ausformung der Hinterschneidung. Er hat daher
im Bereich der freien Stirnseite des hohlzylindrischen Ele
ments einen dessen lichter Öffnung entsprechenden Querschnitt,
welcher sich zum Grund des Hohlzylinders hin konzentrisch
um die Längsachse desselben verjüngt. Somit wird
beim Einspritzen des Werkstoffs trotz des auf ihn wirkenden
Drucks der Hohlzylinder im Bereich seiner freien Stirnseite
nicht verformt, da er an dieser Stelle von dem Kern abgestützt
wird. Da diese abstützende Kraft in der Umgebung des
sich verjüngenden Kerns fehlt, preßt der Druck des ein
gespritzten Werkstoffs den Hohlzylinder zusammen, bis dieser
über einen Großteil seiner Höhe an dem sich verjüngenden
Kern anliegt. Hierbei wird das Profil des Kerns infolge der
gleichbleibenden Wandstärke des hohlzylindrischen Elements
auf seine äußere Mantelfläche abgebildet. Hieraus ergibt
sich die für die Unlösbarkeit der dennoch beweglichen Ver
bindung notwendige Hinterschneidung.
Der sich verjüngende Abschnitt des Kerns in der Form ist
für das nachfolgende Teil in axialer Richtung des Hohl
zylinders konkav gekrümmt. Auch bei dem Umspritzen des
hohlzylindrischen Elements ist Wert darauf zu legen, daß
dieses nicht durch stufenartige Absetzungen des Kerns über
mäßig gedehnt wird. Aus diesem Grund ist eine stetige Ver
jüngung des Kerns, insbesondere eine im Längsschnitt konkave
Krümmung desselben, vorteilhaft.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung.
Hierbei zeigt:
Fig. 1 ein an dem zuerst hergestellten Teil einer Ver
bindung angeformtes, hohlzylindrisches Element,
teilweise im Längsschnitt,
Fig. 2 eine fertige Verbindung zweier nach einem er
findungsgemäßen Verfahren hergestellter Kunst
stoffteile, teilweise im Längsschnitt, und
Fig. 3 eine fertige Verbindung von zwei gemäß einem
abgewandelten Verfahren hergestellten Kunst
stoffteilen, ebenfalls teilweise im Längsschnitt.
Das in Fig. 1 wiedergegebene hohlzylindrische Element 1 ist
mit seinem Fußbereich 2 an einem ersten, nicht dargestellten
Kunststoffteil angeformt. Bei beiden erfindungsgemäßen
Verfahren zur Herstellung einer unlösbaren, jedoch drehbe
weglichen Verbindung zweier Kunststoffteile, aus deren An
wendung entweder eine Verbindung gemäß der Fig. 2 oder der
Fig. 3 resultiert, bildet das in Fig. 1 dargestellte
hohlzylindrische Element 1 gleichermaßen den Ausgangspunkt
für die Herstellung des zweiten Elements der Verbindung.
Das hohlzylindrische Element 1 weist einen inneren Zylin
dermantel 3 sowie einen äußeren Zylindermantel 4 auf. Je
nach dem Herstellungsverfahren für das nachfolgend gefer
tigte Teil bildet der innere Zylindermantel 3 oder der
äußere Zylindermantel 4 die Gleitfläche der drehbeweglichen
Verbindung und muß aus diesem Grund eine völlig glatte
Oberfläche aufweisen. Diese kann dadurch erzielt werden,
daß derjenige Teil der Form, in welcher das zuvor gefer
tigte Kunststoffteil mitsamt dem hohlzylindrischen Element
1 hergestellt wird, im Bereich des Elements 1 aus einem
einzigen Formwerkzeug gebildet ist, welches nach der Her
stellung dieses Kunststoffteils in axialer Richtung des
hohlzylindrischen Elements 1 entfernt wird. Obzwar das
Formwerkzeug zur Entnahme des Spritzlings dennoch getrennt
wird, befindet sich die Fuge nicht im Bereich des hohlzy
lindrischen Elements 1. Dieses ist daher an allen Begren
zungsflächen, insbesondere am inneren und äußeren Zylinder
mantel 3, 4, ideal glatt. Die gleichbleibend hohe Oberflä
chenqualität ist aber auch an der Stirnseite 5 des freien
Endes 6 des hohlzylindrischen Elements 1, an einer even
tuell vorhandenen Anfasung 7 in demselben Bereich 6 sowie am
Grund 8 der zylindrischen Ausnehmung 9 gewährleistet.
Bei dem Verfahren zur Herstellung der in Fig. 2 gezeichne
ten Verbindung wird nach dem Entfernen des das hohlzylin
drische Element 1 formenden Werkzeugs ein weiteres Form
werkzeug 10 am äußeren Zylindermantel 4 des hohlzylindri
schen Elements 1 dichtend angelegt. Dieses Formwerkzeug 10
ist an seiner Innenseite 11 im Bereich zwischen der Stirn
seite 5 des hohlzylindrischen Elements 1 und dem Grund 8
der umgrenzten, zylinderförmigen Ausnehmung 9 mit einer
ringförmigen Vertiefung 12 versehen. Die Vertiefung 12 ist
rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse 17 des
hohlzylindrischen Elements 1. Die Übergänge 13, 14 zwischen
der ringförmigen Vertiefung 12 und den zylindrischen Berei
chen 15, 16 der Innenseite 11 des Formwerkzeugs 10 sind
stetig. Die Vertiefung 12 wird beispielsweise durch die Ro
tation eines in der Zeichenebene liegenden Kreisabschnitts
um die Längsachse 17 des hohlzylindrischen Elements be
schrieben, so daß die Vertiefung 12 beispielsweise eine ku
gelschichtförmige Oberflächengestalt aufweist.
Zunächst befindet sich zwischen dem äußeren Zylindermantel
4 und der Vertiefung 12 in der Innenseite 11 des Formwerk
zeugs 10 ein Hohlraum. Beim Einspritzen von Kunststoff in
den vom Formwerkzeug 10 und von der Ausnehmung 9 des
hohlzylindrischen Elements 1 gebildeten Raum wird das
hohlzylindrische Element 1 im Bereich der Vertiefung 12 in
der Form 10 nach außen gepreßt, bis der äußere Zylinderman
tel 4 auch im Bereich der Vertiefung 12 an der Innenfläche
11 des Formwerkzeugs 10 anliegt. Um das Entweichen der in
dem ringförmigen Hohlraum eingeschlossenen Luft zu ermögli
chen, können um den Umfang des Formwerkzeugs 10 verteilt
Entlüftungsbohrungen vorhanden sein. Da jedoch das Form
werkzeug 10 zur Entnahme der fertiggestellten Kunststoff
teile wegen der Ausbauchung im Bereich 12 ohnehin getrennt
werden muß, kann die eingeschlossene Luft auch durch die
Fuge zwischen den beiden Werkzeughälften entweichen. Sobald
das nun entstandene Kunststoffspritzteil 18 erstarrt ist,
wird das Formwerkzeug 10 getrennt und gibt die Verbindung
frei.
Wegen der gleichbleibenden Wandstärke des ursprünglich
hohlzylindrischen Elements 1 wird auch die innere Mantel
fläche 3 rotationssymmetrisch zur Längsachse 17 deformiert.
Der in den ursprünglich zylinderförmigen Innenraum 9 des
Elements 1 ragende Teil 19 des zweiten Kunststoffteils 18
nimmt somit etwa tonnenförmige Gestalt an. Hierdurch ergibt
sich die für die Unlösbarkeit der Verbindung verantwortli
che Hinterschneidung. Aufgrund der Rotationssymmetrie des
tonnenförmigen Elements 19, welche einerseits auf die
Rotationssymmetrie der ringförmigen Vertiefung 12, anderer
seits auf die exakt senkrecht zur Längsachse 17 des ur
sprünglich hohlzylindrischen Elements 1 gerichtete Grund
fläche 8 der Ausnehmung 9 zurückzuführen ist, kann eine Re
lativbewegung der beiden Verbindungselemente 1, 19 in Form
einer Rotation um die Längsachse 17 des ursprünglich
hohlzylindrischen Elements 1 erfolgen.
Da das Verbindungselement 1 sich wegen der elastischen De
formation in einem ständigen Spannungszustand befindet, re
sultiert eine zwischen den sich berührenden Oberflächen 3,
20 der Verbindungselemente 1, 19 fortwährend wirkende Nor
malkraft. Diese Normalkraft verursacht ein Reibungsmoment,
welches jeder Verdrehung der beiden Verbindungselemente 1,
19 entgegenwirkt. Bei fehlendem oder geringem äußeren Dreh
moment beharrt die Verbindung demnach in der eingestellten
Position. Andererseits ist zur Überwindung des ständig vor
handenen Reibmoments wegen der sehr glatten und gratfreien
Oberflächen 3, 20 der Verbindungselemente 1, 19 schon ein
geringes äußeres Drehmoment ausreichend. Die Verbindung ist
somit einerseits selbsthemmend, andererseits relativ
leichtgängig.
Bei einem hiervon abweichenden Verfahren, mit dem die in
Fig. 3 gezeichnete Verbindung hergestellt werden kann, wird
das hohlzylindrische Element 1 nach der Entnahme aus seiner
Form von einem zweiten Formwerkzeug 21 dichtend umschlos
sen. Das Formwerkzeug 21 liegt am äußeren Zylindermantel 4
des hohlzylindrischen Elements 1 ausschließlich in dessen
Fußbereich 2 an. In einem Bereich, der sich etwa von der
Grundfläche 8 der Ausnehmung 9 bis über die Stirnseite 5
des hohlzylindrischen Elements 1 hinaus erstreckt, weist
die Innenseite 22 der Form 21 einen größeren Radius als das
hohlzylindrische Element 1 auf.
Darüber hinaus wird der Innenraum 9 des hohlzylindrischen
Elements 1 an dessen Stirnseite 5 von einem Kern 23
dichtend verschlossen. Der Kern 23 ragt etwa bis zur Hälfte
der axialen Länge des hohlzylindrischen Elements 1 in die
Ausnehmung 9 hinein. In seinem der Stirnseite 5 anliegenden
Bereich 24 ist der Radius des Kerns 23 größer als der durch
eine Anfasung 7 vergrößerte Innenradius des hohlzylindri
schen Elements 1 an dessen Stirnseite 5. Von diesem Teil 24
des Kerns 23 ist der in den Innenraum 9 eintauchende Teil
25 unter Ausbildung einer kreisringförmigen, der Stirnseite
5 des Hohlzylinders 1 anliegenden Abstufung 26 abgesetzt.
Die Mantelfläche 27 des Kernteils 25 von geringerem Quer
schnitt ist in dem an die Abstufung 26 grenzenden Bereich
etwa komplementär zur Anfasung 7 geformt. Dieser etwa ke
gelstumpfförmige Bereich setzt sich zur Grundfläche 8 der
Ausnehmung 9 hin als weitere Verjüngung des Kerns 23 fort.
In diesem Teil der Mantelfläche 27 hat der Kern 23 etwa die
Form eines einschaligen, zur Längsachse 17 des hohlzylin
derförmigen Elements 1 rotationssymmetrischen Hyperboloids.
Etwa im Bereich des geringsten Querschnitts dieses Hyperbo
loids wird der Kern 23 durch eine kreisrunde Stirnfläche 28
abgeschlossen.
Nachdem das Formwerkzeug 21 und der Kern 23 positioniert
sind, wird in dem von der Innenwand 22 des Formwerkzeugs 21
einerseits sowie vom äußeren Zylindermantel 4 des hohlzy
lindrischen Elements 1 und dem Kern 23 andererseits be
grenzten Hohlraum Kunststoff eingespritzt. Während das aus
elastischem Werkstoff bestehende hohlzylindrische Element 1
im Bereich seiner Anfasung 7 durch den dieser anliegenden
Teil 25 des Kerns 23 abgestützt wird, fehlt im zylinderför
migen Teil der Ausnehmung 9 eine den Druck des eingespritz
ten Werkstoffs kompensierende Gegenkraft. Daher wird das
zuerst hergestellte Element 1 so sehr deformiert, daß des
sen innere Mantelfläche 3 an der Oberfläche 27 des sich
verjüngenden Teils 25 des Kerns 23 anliegt. Wegen des rela
tiv geringen Abstands zwischen der Stirnseite 28 des Kerns
23 und des Grundes 8 der Ausnehmung 9 ist die dem ursprüng
lich hohlzylindrischen Element 1 innewohnende Formstabili
tät ausreichend, um den äußeren Druck in dem vom Kern 23
nicht abgestützten Bereich aufnehmen zu können. Nachdem die
eingespritzte Kunststoffmasse zu einem zweiten Spritzling
29 erstarrt ist, wird das Formwerkzeug 21 durch
Werkzeugtrennung entfernt und der Kern 23 in axialer Rich
tung 17 weggezogen.
Aufgrund der gleichbleibenden Wandstärke des ursprünglich
hohlzylindrischen Elements 1 ist dessen äußere Mantelfläche
4 zu einer Gestalt deformiert worden, die zur Mantelfläche
27 des Kerns 23 etwa kongruent ist. Da sich der Kern 23 im
Bereich 25 querschnittlich verjüngt, entsteht am Außenman
tel 4 eine ringförmige Vertiefung, welche von dem nachfol
gend hergestellten Teil 29 vollständig ausgefüllt wird. Bei
einer ausreichenden Wandstärke des Kunststoffteils 29 be
hält dieses nach dem Entfernen der Formwerkzeuge 21, 23
seine ursprüngliche Form bei. Durch die geringförmige Ver
tiefung in der Außenseite 4 des ursprünglich hohlzylindri
schen Elements 1 und die dazu komplementär geformte Ober
fläche 30 des zuletzt hergestellten Spritzteils 29 wird so
mit eine die Unlösbarkeit der Verbindung bewirkende Hinter
schneidung geschaffen. Darüber hinaus sind die einander be
rührenden Flächen 4, 30 der Verbindungselemente 1, 29 wegen
der Rotationssymmetrie des Kerns 23 auch rotationssymme
trisch. Diese Eigenschaft ermöglicht ein gegenseitiges Ver
drehen der Verbindungselemente 1, 29 um die Längsachse 17
der Verbindung.
Da das Verbindungselement 29 infolge seiner relativ großen
Wandstärke etwa seine ursprüngliche Form beibehält, befin
det sich das Verbindungselement 1 permanent in dem in Fig.
3 wiedergegebenen, deformierten Zustand. Wegen der Elasti
zität des Formteils 1 besteht zwischen den Berührungsflä
chen 4, 30 der Verbindungselemente 1, 29 ständig eine rei
bungserzeugende Normalkraft. Wie im in Fig. 2 dargestellten
Fall bewirkt auch hier das ständig gegenwärtige Reibmoment
eine Beharrung der Verbindung in der jeweiligen Position.
Andererseits ist wegen der hohen Oberflächengüte, insbeson
dere der Gratfreiheit des Außenmantels 4 des Verbindungs
elements 1 auch die dieser anliegende Oberfläche 30 des
Spritzlings 29 optimal glatt. Diese Tatsache trägt ent
scheidend dazu bei, daß für eine gegenseitige Verdrehung
der Verbindungselemente 1, 29 bereits ein sehr geringes,
von außen einwirkendes Drehmoment genügt.
Claims (2)
1. Verfahren zum Spritzgießen von Gegenständen aus wenig
stens zwei selbständigen, unlösbar, aber gegeneinander
drehbeweglich verbundenen Teilen, bei dem ein erstes
Teil vorgefertigt und an das ein etwa hohlzylindrisches
Element angeformt wird, welches in einem eine
Verformung erlaubenden plastischen oder zähplastischen
Zustand in eine zumindest im Verbindungsbereich ange
ordnete Spritzform eingelegt wird, und bei dem der von
der Spritzform unverschlossene Innenraum des hohlzylin
drischen Teils zur Herstellung des zweiten Teiles
so ausgespritzt wird, daß durch den Druck des einge
spritzten Werkstoffs der Bereich des Hohlzylinders zu
einer rotationssymmetrischen Hinterschneidung verformt
wird.
2. Verfahren zum Spritzgießen von Gegenständen aus wenig
stens zwei selbständigen, unlösbar, aber gegeneinander
drehbeweglich verbundenen Teilen, bei dem ein erstes
Teil vorgefertigt und an das ein etwa hohlzylindrisches
Element angeformt wird, welches in einem eine
Verformung erlaubenden plastischen oder zähplastischen
Zustand in eine zumindest im Verbindungsbereich ange
ordnete Spritzform zum Ausformen des zweiten Teils
eingelegt wird, und bei dem der Außenraum des von einem
Kern der Form verschlossenen Innenraumes des
hohlzylindrischen Elements bei der Herstellung des
zweiten Teils so ausgespritzt wird, daß durch den
Druck des eingespritzten Werkstoffs der Bereich des
Hohlzylinders zu einer rotationssymmetrischen Hinter
schneidung verformt wird.
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