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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Formteile, die von
Deformationen, das heißt konkaven oder konvexen Verformungen
und Biegen fast frei und aus einem thermoplastischen Harz oder
einem Duroplast geschaffen sind. Zu solchen Formteilen gehören
Spiegelstützen für Automobiltüren, Glashalter für
Automobiltüren, Gehäuse, IC-Kästen und Chassis von Kopiermaschinen. Diese
Formteile haben mindestens zwei Flächen, die einen
gleichbleibenden Winkel einschließen. Diese beiden Flächen sind in einem
Übergangsbereich miteinander verbunden, und der
Übergangsbereich kann abgefast sein.
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Eine Vielfalt an Formteilen wird aus polymeren Werkstoffen
oder Verbundstoffen, die Polymere als Matrix enthalten
(nachfolgend in manchen Fällen einfach als "Ausgangsmaterial"
bezeichnet), mit Hilfe einer Spritzgußmaschine oder einer
Formpresse hergestellt. Die meisten dieser Formteile haben
mindestens eine Kombination aus zwei Flächen, die in einem
Übergangsbereich miteinander verbunden sind. Diese Flächen haben
jeweils einen Aufbau aus einer ebenen Oberfläche und/oder
einer gekrümmten Oberfläche. Zwei miteinander verbundene Flächen
zeigen eine Deformation, beispielsweise Verziehen und Biegen
(nachfolgend in manchen Fällen einfach als "Deformation"
bezeichnet) in einer Formgebungszeit, und es gibt viele Fälle,
wo Formteile einer Dimensionsnorm nicht mehr genügen.
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Die Gestalt von zwei Flächen, die in einem Übergangsbereich
vereinigt sind, und/oder der von den beiden Flächen
eingeschlosserie Winkelwird durch die Gestalt der
Hohlraumwandflächen eines in einer Spritzgußmaschine oder einer Formpresse
verwandten Formwerkzeugs und/oder einem von den
Hohlraumwandflächen gebildeten Winkel bestimmt. Tatsächlich zeigen jedoch
Formteile Verziehen oder Biegen aufgrund von Kontraktion der
Ausgangsstoffe bei der Herstellung und anderen Ursachen. Das
bedeutet, daß ein Unterschied zwischen einem Formteil, das man
anhand der Gestalt eines Formhohlraums erwartet, und einem
Formteil verursacht wird, welches tatsächlich mit dem
Formhohlraum geschaffen wird. Dieser Unterschied wird als
Verziehen oder Biegen bezeichnet.
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Fig. 9 der beigefügten Zeichnungen zeigt einen Zustand des
obigen Unterschieds. Das heißt, Fig. 9 ist eine schematische
Querschnittsansicht eines Formteils, bei dem zwei Flächen 10
und 12 in einem Verbindungsbereich 14 miteinander vereinigt
sind, eine gestrichelte Linie zeigt eine
Sollquerschnittsgestalt, und eine durchgezogene Linie zeigt die
Querschnittsgestalt eines Formteils. Die Querschnittsgestalt des Formteils
weicht von der gewünschten Querschnittsgestalt aufgrund von
Verziehen oder Biegen ab.
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Es wird erwogen, daß die Deformation durch Abkühlen und Härten
bei einem Formgebungsprozeß verursacht wird, wenn das
Ausgangsmaterial ein thermoplastisches Harz ist, und daß es durch
eine chemische Veränderung in einem Formgebungsprozeß
hervorgerufen wird, wenn das Ausgangsmaterial ein härtbares Harz
ist. Um die Deformation zu vermeiden, sind herkömmlicherweise
folgende Methoden (A) bis (C) angewandt worden.
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(A) Ein Verfahren, welches mit einem Ausgangsmaterial
arbeitet, dessen Schrumpfungsfaktor in einem Formgebungsprozeß
klein ist.
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(B) Ein Verfahren, bei dem der Krümmungsradius eines
Übergangsbereichs vergrößert wird, so daß Schrumpfungsspannung und
Beanspruchung in einem Übergangsbereich in einer
Formgebungszeit abnehmen.
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(C) Ein Verfahren, bei dem ein Formteil eine Rippe hat, um
Verziehen und Biegen zu verhindern.
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Allerdings kann die Methode (A) in manchen Fällen aus
folgenden Gründen nicht angewandt werden.
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(a) In vielen Fällen muß ein Ausgangsmaterial einen hohen
Elastizitätsmodul und große Festigkeit haben. (b) Unter
Gesichtspunkten der Wirtschaftlichkeit müssen die Kosten eines
Ausgangsmaterials in vielen Fällen gesenkt werden.
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Außerdem reicht in vielen Fällen das Verfahren (B) oder (C),
wenn es allein angewandt wird, nicht aus, um eine Deformation,
wie Verziehen und Biegen wirksam zu verringern.
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So offenbart zum Beispiel JP-A-64-11219 einen drehbaren
polygonalen Spiegel zur Verwendung in einer optischen Vorrichtung
mit einem Laserabtastsystem. Dieser drehbare polygonale
Spiegel ist aus einer Vielzahl von Spiegelflächenteilen 11, einem
Vorsprungsteil 13, plattenartigen Teilen 14, die die
Spiegelflächenteile und den Vorsprungsteil verbinden, sowie einer
Vielzahl von Rippenteilen 15 gebildet, die sich rechtwinklig
von in der Ebene der plattenartigen Teile liegenden Bereichen
erstrecken und die Spiegelflächenteile und den Vorsprungsteil
verbinden. Dieser drehbare polygonale Spiegel wird durch
Einspritzen eines Harzes durch eine Vielzahl von
Punktangußstellen 20 geformt. Lochbereiche 30 werden in Übergangsbereichen
gebildet, wo die Spiegelflächenteile 11 und die Rippenteile 15
in den plattenartigen Teilen 14 miteinander vereinigt sind.
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Jeder der Lochbereiche 30 bewirkt, daß die Schwankung einer
Schweißmarkierungsstelle überwunden wird. Das bedeutet, daß
die Lochbereiche ausgebildet werden, um die Strömungsrichtung
(Schmelzfront) einer durch die Angußstellen 20 gespritzten
Harzschmelze zu steuern, und um den Formgebungsdruck eines
Harzmaterials zu steuern, welches auf die Spiegelflächenteile
11 und Verbindungsteile 11A der Spiegelflächenteile 11 wirkt.
Wegen der obigen Lochbereiche 30 kann die Schweißmarkierung in
den Spiegelflächenteilen 11 angeordnet werden, insbesondere in
den Verbindungsteilen 11A jedes Spiegelflächenteils 11, und
zwar auch dann, wenn die Spritzdrücke von benachbarten
Punktangußstellen 20 in gewissem Ausmaß schwanken. Da
allerdings diese Lochbereiche 30 nicht in der Nachbarschaft von
Übergangsbereichen angeordnet sind, wo die Spiegelflächenteile
11 und die plattenartigen Teile 14 miteinander verbunden sind,
dienen die Lochbereiche 30 nicht dazu, die Deformation jedes
der Spiegelflächenteile 11 und der plattenartigen Teile 14 zu
verhindern.
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JP-A-64-11220 offenbart gleichfalls einen drehbaren
polygonalen Spiegel zur Verwendung in einer optischen Vorrichtung mit
einem Laserabtastsystem. Dieser drehbare polygonale Spiegel 10
ist aus einer Vielzahl von Spiegelflächenteilen 11, einem
Vorsprungsteil 13, plattenartigen Teilen 14, welche die
Spiegelflächenteile und den Vorsprungsteil verbinden, sowie einer
Vielzahl von Rippenteilen 15 gebildet, die sich rechtwinklig
von in der Ebene der plattenartigen Teile liegenden Bereichen
erstrecken und die Spiegelflächenteile und den Vorsprungsteil
verbinden. Dieser drehbare polygonale Spiegel ist durch
Spritzguß eines Harzes durch Punktangußstellen 20 hergestellt.
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Die Dicke jedes Spiegelflächenteils 11 nimmt vom mittleren
Bereich zu den Endbereichen hin allmählich zu. Wenn jedem
Spiegelflächenteil 11 eine Dicke gegeben wird, die, wie oben
gesagt, allmählich zunimmt oder abnimmt, kann der
Formgebungsdruck gleichmäßig auf jede beliebige Stelle jedes
Spiegelflächenteils ausgeübt werden, wodurch die Spiegelflächenteile in
der Ebenengenauigkeit verbessert sind.
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Allerdings werden keine dünnen Wandbereiche in der
Nachbarschaft von Übergangsbereichen gebildet, wo die
Spiegelflächenteile 11 mit den plattenartigen Teilen 14 vereinigt sind. Die
obige allmähliche Zunahme oder Abnahme der Dicke jedes
Spiegelflächenteils 11 dient nicht dazu, die Deformation jedes der
Spiegelflächenteile 11 und der plattenartigen Teile 14 zu
verhindern.
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JP-A-3-159717 offenbart einen aus einem synthetischen Harz
gebildeten, optischen Reflexionsspiegel, der zwei Flächen hat,
die unter Schaffung eines Winkels miteinander verbunden sind.
Dieser optische Reflexionsspiegel ist mit einer
Verstärkungswand zum Verstärken einer von den zwei Flächen gebildeten Ecke
versehen. Allerdings werden keine Mittel zum Modifizieren der
Flächen an sich zwecks Verhütung der Deformation dieser beiden
Flächen offenbart, zum Beispiel die Schaffung der Flächen mit
einem Öffnungsbereich oder mit einem dünnen Wandbereich.
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Die japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 2-41081
offenbart einen Automobiltürspiegel, der als Aluminiumdruckguß
hergestellt ist. Bei diesem Türspiegel ist eine in einer Basis
20 gebildete verstärkende Trennwand 6a oder 60a mit einem
Befestigungsloch 9 oder Befestigungslöchern 9a und 9b versehen,
und durch das Befestigungsloch (die Befestigungslöcher)
hindurch ist ein Bügel 5 gehalten.
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Die obige Veröffentlichung beschreibt aber nichts hinsichtlich
des Verhütens der Deformation durch Schaffung eines
Öffnungsbereichs oder eines dünnen Wandbereichs in der Nähe eines
Überganges, wo die Basis 20 und die verstärkende Trennwand 6a
oder 60a miteinander verbunden sind.
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GB-A-2 097 713 und GB-A-2 209 702 offenbaren
Spritzgußprodukte, bei denen eine Verzerrung zwischen zwei abgewinkelten
Wänden dadurch reduziert ist, daß längs der Fuge zwischen den
beiden Wänden eine Nut vorgesehen ist. Dies ermöglicht ein
rascheres Abkühlen der Innenseite des Übergangsbereichs.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Formteil geschaffen,
welches aus einem thermoplastischen Harz oder einem
duroplastischen Harz gebildet ist, zwei Flächen hat, die miteinander
in einem Übergangsbereich vereinigt sind und eine Rippe
aufweisen, die sich längs der inneren und/oder äußeren Oberfläche
der beiden Flächen von einem in der Ebene der einen Fläche
liegenden Bereich durch den Übergangsbereich zu einem in der
Ebene der anderen Fläche liegenden Bereich erstreckt. Es ist
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Flächen
einen Entlastungsbereich hat, der aus einem Öffnungsbereich in
der Nähe des Übergangsbereichs gebildet ist.
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So hat mindestens eine der beiden Flächen einen
Öffnungsbereich in der Nähe des Übergangsbereichs. Das heißt, daß der
Öffnungsbereich in einer Fläche nahe dem Übergangsbereich
vorgesehen sein kann, oder er kann sich von einem in der Ebene
der einen Fläche liegenden Bereich zum Übergangsbereich
erstrecken. Es ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, daß sich
der Öffnungsbereich von einem in der Ebene einer Fläche
liegenden Bereich durch den Übergangsbereich zu einem in der
Ebene der anderen Fläche liegenden Bereich erstreckt. Längs
des Übergangsbereichs kann eine Vielzahl von Öffnungsbereichen
vorgesehen sein.
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Der in einem Formteil, wie oben beschrieben, gebildete
Öffnungsbereich kann einen Abschnitt verringern, der Deformation,
wie Verziehen und Biegen hervorruft und kann außerdem einen
Unterschied zwischen der Abkühlungsgeschwindigkeit des
Ausgangsmaterials innerhalb der beiden Flächen und der
Abkühlungsgeschwindigkeit des Ausgangsmaterials außerhalb der
beiden Flächen in der Nähe des Übergangsbereichs verkleinern,
wodurch die Deformation des Formteils verringert werden kann.
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Bei einem stärker bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung beträgt die Länge des Öffnungsbereichs längs
des Übergangsbereichs von 1/10 bis 10/10, vorzugsweise 3/10
bis 10/10, noch mehr bevorzugt 5/10 bis 10/10 der Länge des
Übergangsbereichs. Wenn die obige Länge weniger als 1/10 der
Länge des Übergangsbereichs beträgt, entsteht nur geringe
Auswirkung auf die Verhütung der Verformung. Wenn die Länge des
Öffnungsbereichs längs des Übergangsbereichs 10/10 der Länge
des Übergangsbereichs beträgt, bedeutet dies, daß die beiden
Flächen mit einer Rippe verbunden sind. Der von der Rippe und
der Fläche eingeschlossene Winkel (Gradient der Rippe) ist 30
bis 90º, und die Dicke der Rippe beträgt vorzugsweise 0,5 mm
bis 10 mm. Wenn der zwischen der Rippe und der Fläche
eingeschlossene Winkel kleiner ist als 30º, hat die Rippe nur
geringe Auswirkung auf das Verhindern der Deformation, wie
Verziehen und Biegen, und es wird ein Formwerkzeug benötigt, das
einen komplizierten Aufbau hat. Beträgt die Dicke der Rippe
weniger als 0,5 mm, hat die Rippe eine geringe Auswirkung auf
das Verhindern der Deformation. Übersteigt diese Dicke 10 mm,
braucht der Formgebungszyklus in nachteiliger Weise länger.
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Die Dicke einer der Flächen kann entweder die gleiche sein wie
die Dicke der anderen oder sich von dieser unterscheiden. Die
Flächen können eine planare Oberfläche oder eine gekrümmte
Oberfläche haben. Der Übergangsbereich kann einen
vorherbestimmten Krümmungsradius haben.
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Als thermoplastisches Harz und duroplastisches Harz zur
Verwendung für die vorliegende Erfindung kann jedes beliebige
thermoplastische Harz und jedes beliebige duroplastische Harz
benutzt werden, vorausgesetzt sie können mit einer
Spritzgußmaschine oder einer Formpresse verformt werden. Insbesondere
kann mit der vorliegenden Erfindung die Deformation eines
Formteils wirksam reduziert werden, wenn es aus einem Harz
gemacht ist, das einen hohen Schrumpfungsfaktor hat.
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Sowohl das thermoplastische Harz als auch das duroplastische
Harz, welches für die vorliegende Erfindung benutzt wird, kann
einen Füllstoff enthalten. Der Füllstoff kann in Form von
Perlen, Fasern oder Flocken vorliegen. Der Füllstoff kann aus
Kohlenstoff, Glas und dergleichen ausgewählt sein, die
üblicherweise in Harze für Spritzguß allgemein einverleibt werden.
Wenn nötig, können diese bei der vorliegenden Erfindung
verwendeten Harze ferner einen Stabilisator und einen Farbstoff
enthalten.
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Das Formteil gemäß der vorliegenden Erfindung kann aus einem
thermoplastischen Harz, einem duroplastischen Harz, einem
einen Füllstoff enthaltenden, thermoplastischen Harz oder
einem einen Füllstoff enthaltenden, duroplastischen Harz durch
eine Vielfalt von Formgebungsverfahren, beispielsweise ein
Spritzguß- und ein Formpreßverfahren erzeugt werden.
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Das für die vorliegende Erfindung verwendete thermoplastische
Harz ist nicht speziell begrenzt und schließt nicht nur
Kunststoffe
für allgemeine Zwecke ein, für die Polyolefinharz,
Polystyrolharz, ABS-Harz, AS-Harz, PVC-Harz, Methacrylharz und
fluorhaltiges Harz typisch sind, sondern auch technische
Kunststoffe, für die Nylonharz, gesättigtes Polyesterharz,
Polycarbonatharz, Polyacrylatharz, Polyacetalharz,
Polysulfonharz und modifiziertes Polyphenylenetherharz typisch sind.
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Das für die vorliegende Erfindung verwendete duroplastische
Harz ist nicht speziell begrenzt und schließt Phenolharz,
Furanharz, Xylolformaldehydharz, Ketonformaldehydharz,
Harnstoffharz, Melaminharz, Anilinharz, Alkydharz, ungesättigtes
Polyesterharz und Epoxyharz ein.
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Die Bedingungen zum Herstellen des Formteils der vorliegenden
Erfindung, zum Beispiel Menge einer Harzschmelze, Temperatur,
Druck und Zeit zum Abkühlen eines Formwerkzeugs können nicht
gleichmäßig festgelegt werden, sondern diese Bedingungen
müssen je nach dem verwendeten Harz und nach der Gestalt des
Formwerkzeugs ordnungsgemäß ausgewählt und gesteuert werden.
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Auch wird eine Vielzahl von Parametern, wie die Gestalten,
Dimensionen und Anzahl des oder der Öffnungsbereiche sowie die
Gestalt, Größe und Anzahl der Rippe(n) nicht gleichmäßig
festgelegt. Diese Parameter werden ordnungsgemäß je nach der
Gestalt und Querschnittsgestalt eines Formteils und eines zu
verwendenden Ausgangsmaterials bestimmt. Diese Parameter
müssen geändert werden, je nach der Gestalt und Größe eines
Formteils, der von einem Formteil geforderten Stärke, der Art des
zu verwendenden Harzes, der Verwendung oder Nichtverwendung
eines Zusatzstoffes sowie des Schrumpfungsfaktors eines
Ausgangsmaterials bei der Formgebung. Und deshalb ist es nötig,
diese Parameter entsprechend diesen Bedingungen zu optimieren.
Wenn diese Parameter optimiert werden, kann die Deformation
eines Formteils, wie Verziehen und Biegen, sehr wirksam
reduziert werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können daher Formteile
industriell gefertigt werden, die einen hohen Dimensionsstandard
erfüllen müssen, beispielsweise eine Spiegelstütze einer
Automobiltür, ein Glashalter einer Automobiltür, ein Gehäuse, ein
IC-Kasten und ein Chassis einer Kopiermaschine.
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So hat zum Beispiel eine aus einem thermoplastischen Harz
geformte Spiegelstütze einer Automobiltür gemäß der Erfindung
zwei Flächen, die miteinander in einem Verbindungsbereich
vereinigt sind, sowie Rippen, wobei eine Fläche einen Teil zum
Einpassen eines Spiegels darstellt, die andere Fläche einen
Teil zum Befestigen an einer Automobilkarosserie darstellt,
mindestens eine der beiden Flächen einen Öffnungsbereich in
der Nähe des Verbindungsbereichs hat und die Rippen sich längs
der inneren und/oder äußeren Oberfläche der beiden Flächen von
einem in der Ebene einer Fläche liegenden Bereich zu einem in
der Ebene der anderen Fläche liegenden Bereich erstrecken.
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Bei der obigen Türspiegelstütze ist die Länge des
Öffnungsbereichs längs des Verbindungsbereichs vorzugsweise 1/10 bis
10/10 der Länge des Verbindungsbereichs. Ferner beträgt der
zwischen der Rippe und der Fläche eingeschlossene Winkel
(Rippengradient) vorzugsweise 30 bis 90º, und die Dicke der
Rippe ist vorzugsweise 0,5 bis 10 mm.
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Bei einem anderen Beispiel hat ein aus einem thermoplastischen
Harz geformtes kastenartiges Formteil gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Bodenfläche, Seitenflächen sowie
Verbindungsbereiche, wo die Bodenfläche und die Seitenfläche miteinander
verbunden sind, wobei mindestens eine dieser Flächen einen
Öffnungsbereich in der Nähe des entsprechenden
Verbindungsbereichs hat.
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Bei dem obigen, kastenförmigen Formteil erstreckt sich der
Öffnungsbereich vorzugsweise von einem Bereich in der Ebene
der Bodenfläche durch den Verbindungsbereich zu einem Bereich
in der Ebene der Seitenfläche Ferner ist die Rippe so
geformt, daß sie sich längs der inneren und/oder äußeren
Oberflächen der Bodenfläche und wahlweise irgendeiner der
Seitenflächen von einem Bereich in der Ebene der Bodenfläche durch
den Verbindungsbereich zu einem Bereich in der Ebene der
Seitenfläche erstreckt. Die Länge des Öffnungsbereichs längs des
Verbindungsbereichs beträgt vorzugsweise 1/10 bis 10/10 der
Länge des Verbindungsbereichs.
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Das obige kastenförmige Formteil könnte ein Gehäuse, ein IC-
Kasten und ein Chassis einer Kopiermaschine sein.
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Die Erfindung wird anhand eines Beispiels unter Hinweis auf
die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. 1, 2 und 3 zeigen Formteile gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 4 zeigt Abwandlungen der Formteile gemäß der
vorliegenden Erfindung.
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Fig. 5 zeigt eine Anwendung des Formteils gemäß der
vorliegenden Erfindung bei einer Spiegelstütze einer
Automobiltür.
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Fig. 6 zeigt ein Formteil (Spiegelstütze einer
Automobiltür), welches im Vergleichsbeispiel 1-A hergestellt
wird.
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Fig. 7 zeigt eine Anwendung des Formteils gemäß der
vorliegenden Erfindung auf ein kastenförmiges Formteil
(Druckergehäuse).
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Fig. 8 zeigt ein Formteil (Druckergehäuse), welches im
Vergleichsbeispiel 2-A hergestellt wird.
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Fig. 9 zeigt schematisch einen Zustand eines deformierten
Formteils.
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In Fig. 1 und 2 ist ein Formteil gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Das Formteil hat zwei Flächen 10 und 12 und
einen Verbindungsbereich 14. Von einem in der Ebene der Fläche
10 liegenden Bereich erstreckt sich ein Öffnungsbereich 20
durch den Verbindungsbereich 14 zu einem in der Ebene der
anderen Fläche 12 liegenden Bereich. Ferner erstrecken sich
Rippen 24A längs der inneren Oberflächen der beiden Flächen 10
und 12 von einem in der Ebene der Fläche 10 liegenden Bereich
durch den Verbindungsbereich 14 zu einem in der Ebene der
anderen Fläche 12 liegenden Bereich. Rippen 24B erstrecken sich
längs der äußeren Oberflächen der beiden Flächen 10 und 12 von
einem in der Ebene der Fläche 10 liegenden Bereich durch den
Verbindungsbereich 14 zu einem in der Ebene der anderen Fläche
12 liegenden Bereich. Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht
dieses Formteils. Fig. 2A ist dessen Stirnansicht, Fig. 2B
dessen Draufsicht, Fig. 2C dessen linke Seitenansicht und Fig.
2D dessen Querschnitt und zeigt den Öffnungsbereich 20. Die
Fläche 10 und die Fläche 12 bilden einen Winkel von etwa 120º.
Die Rippen 24A und 24B und die Fläche 10 bilden Winkel von
90º, und die Rippen 24A und 24B und die Fläche 12 bilden
Winkel von 90º.
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Fig. 3 zeigt andere Formteile gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die teilweise geschnittenen Ansichten der Formteile sind
auch in Fig. 3A und 3B gezeigt. Das Formteil, dessen teilweise
geschnittene Ansicht auch in Fig. 3A gezeigt ist, hat zwei
Kombinationen aus Flächen (Flächen 10 und 12A; Flächen 10 und
12B), sowie zwei Verbindungsbereiche 14A und 14B. Die beiden
Flächen 10 und 12A sind miteinander im Verbindungsbereich 14A
verbunden, und die beiden Flächen 10 und 12B sind miteinander
im Verbindungsbereich 14B verbunden. Eine Vielzahl von
Öffnungsbereichen 20 erstreckt sich von einem Bereich in der
Ebene der Fläche 10 durch den Verbindungsbereich 14A zu einem
Bereich in der Ebene der Fläche 12A. Ferner erstreckt sich
eine Vielzahl von Öffnungsbereichen 20 von einem Bereich in
der Ebene der Fläche 10 durch den Verbindungsbereich 14B zu
einem Bereich in der Ebene der Fläche 12B. Einige der Rippen
248 außerhalb der Flächen sind zur Vereinfachung der Zeichnung
nicht dargestellt.
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Fig. 4 zeigt die schematischen Querschnitte der
Öffnungsbereiche von Formteilen gemäß der Erfindung. Fig. 4A zeigt ein
Ausführungsbeispiel, bei dem ein Öffnungsbereich 20 in einer
Fläche in der Nachbarschaft eines Verbindungsbereichs 14 gebildet
ist, wo die Fläche mit einer weiteren Fläche vereinigt ist.
Fig. 4B zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein
Öffnungsbereich 20 sich von einem Bereich in der Ebene einer Fläche zu
einem Verbindungsbereich 14 erstreckt. Fig. 4C zeigt ein
Ausführungsbeispiel, bei dem sich ein Öffnungsbereich 20 von
einem Bereich in der Ebene einer Fläche durch einen
Verbindungsbereich 14 zu einem Bereich in der Ebene der anderen Fläche
erstreckt. Wie in Fig. 4C gezeigt, kann der Verbindungsbereich
abgeschrägt sein. Das heißt, der Verbindungsbereich kann einen
vorherbestimmten Krümmungsradius haben. Entweder die
Innenfläche oder die Außenfläche des Verbindungsbereichs kann abgefast
sein.
Beispiel 1
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Ein Formteil gemäß der Erfindung wurde auf eine Spiegelstütze
einer Automobiltür angewandt. Ein Formteil (Spiegelstütze
einer Automobiltür) wurde durch Spritzgießen einer Harzmasse
erzeugt, die durch Mischen von 45 Gewichtsteilen
Poly-m-Xylylendiadipamid (Reny N252, geliefert von Mitsubishi Gas Chemical
Company, Inc.) und 55 Gewichtsteilen einer Glasfaser gemäß
einem herkömmlichen Verfahren zubereitet worden war.
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Fig. 5 zeigt schematisch die oben hergestellte Spiegelstütze
einer Automobiltür. Fig. 5A ist eine Vorderansicht der
Automobiltür-Spiegelstütze, Fig. 5B ist deren linke Seitenansicht
und Fig. 5C deren Draufsicht von unten. In Fig. 5 bezeichnet
Ziffer 50 Öffnungsbereiche, Ziffer 52 bezeichnet innere Rippen
(Dicke 2 mm), Ziffer 54 bezeichnet äußere Rippen (Dicke 2 mm),
Ziffer 56 bezeichnet eine Fläche (Dicke 3 mm) als einen
Spiegeleinbauteil, Ziffer 58 bezeichnet eine andere Fläche (Dicke
3 mm) als einen an einer Automobilkarosserie zu befestigenden
Teil, Ziffer 60 bezeichnet Löcher für Spiegeleinbaubolzen,
Ziffer 62 bezeichnet Löcher, durch die Bolzen zum Befestigen
der Stütze an einer Automobilkarosserie einzusetzen sind,
Ziffer 64 bezeichnet einen Verbindungsbereich, wo eine Fläche,
wie der Spiegeleinbauteil 56 und die andere Fläche 58, wie der
an der Automobilkarosserie zu befestigende Teil miteinander
verbunden sind, und Ziffer 66 bezeichnet äußere Rippen, die an
dem Teil 58 gebildet sind, der an einer Automobilkarosserie zu
befestigen ist.
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Wie in der Seitenansicht der Fig. 5B gezeigt, sollten die
Fläche 56 als Spiegeleinbauteil und die andere Fläche 58 als der
an einer Automobilkarosserie zu befestigende Teil einen Winkel
von 105º bilden (was ein Winkel war, der aufgrund der
Auslegung eines Formhohlraums erwartet wurde, und das Formteil
sollte eine gewisse Abweichung zeigen). Wie in der
Stirnansicht der Fig. 5A gezeigt, fügte sich der Spiegeleinbauteil 56
an den an einem Automobil zu befestigenden Teil 58 in solchem
Zustand, daß der Spiegeleinbauteil 56 unter einem Winkel von
110º von dem Teil 58 nach links kippte. Das heißt, die Rippen
und die eine Fläche (Spiegeleinbauteil 56) bildeten einen
Winkel von 80º.
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In Fig. 5A hatte der Spiegeleinbauteil 56 eine maximale Höhe
von 80 mm, gemessen nach oben von dem an einem Automobil zu
befestigenden Teil 58. Dieser Teil 58 hatte eine Breite von
100 mm, horizontal in dieser Fig. gemessen. Die geringste
Breite des Teils 58 betrug 50 mm. In Fig. 5C hatte der an
einer Automobilkarosserie zu befestigende fünfeckige Teil 58
eine Höhe von 80 mm und 40 mm, senkrecht in der Fig. gemessen.
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Jeder der Öffnungsbereiche 50 war zwischen zwei benachbarten
Elementen der vier inneren Rippen 52 ausgebildet. Wie in Fig.
5A gezeigt, hatte jeder Öffnungsbereich eine Höhe (in der
senkrechten Richtung) von 3 mm und eine Länge (in der
horizontalen Richtung) von 10 mm. Jeder Öffnungsbereich 50 erstreckte
sich nicht bis zum Verbindungsbereich 64 und dem an einer
Automobilkarosserie zu befestigenden Teil 58.
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In Fig. 5A befanden sich die Mitten der inneren Rippen 52
5,75 mm, 15,75 mm, 25,75 mm und 35,75 mm vom linken Ende des
an einer Automobilkarosserie zu befestigenden Teils 58. In
Fig. 5B hatte jede innere Rippe 52 eine Breite (in
horizontaler Richtung) von 25 mm und eine Höhe, auf der rechten Seite,
von 30 mm.
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Wie in Fig. 5C gezeigt, befanden sich die äußeren Rippen 66 an
dem an einer Automobilkarosserie zu befestigenden Teil 58 in
gleichmäßigen Abständen von 12 mm und die am weitesten links
liegende befand sich 8 mm weit vom linken Ende dieses Teils
58. Die Anzahl der äußeren Rippen 66 betrug acht. In Fig. 5B
hatten die äußeren Rippen 54 am Spiegeleinbauteil 56 eine
kleinste Breite von 4 mm und eine größte Breite von 6 mm.
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Die äußeren Rippen 66 auf dem an einer Automobilkarosserie zu
befestigenden Teil 58 hatten eine Höhe von 6 mm. Einige der
äußeren Rippen 66 auf dem Teil 56 sowie die äußeren Rippen 54
am Spiegeleinbauteil 56 waren integral ausgebildet.
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Wie in Fig. 5 gezeigt, hat eine Spiegelstütze einer
Automobiltür eine Gestalt, bei der zwei Flächen (Spiegeleinbauteil 56
und der an einer Automobilkarosserie zu befestigende Teil 58)
miteinander im Verbindungsbereich 64 vereinigt sind, und eine
Anzahl von Teilen wird an der Automobiltür-Spiegelstütze
angebaut. Deshalb ist die Toleranz der Deformation, beispielsweise
Verziehen und Biegen für das Formteil sehr klein.
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Die vorstehend hergestellte Automobiltür-Spiegelstütze wurde
auf Verziehen gemessen. Wie in der Ansicht der linken Seite in
Fig. 5B gezeigt, wurde das Verziehen durch einen Winkel
ausgedrückt, der von dem an einer Automobilkarosserie zu
befestigenden Teil 58 und dem Spiegeleinbauteil 56 mit dem
Verbindungsbereich als Mitte gebildet wurde. Der gefundene Winkel
betrug 104,9º, als der Sollwinkel 105º war.
Verpleichsbeispiel 1-A
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Es wurde eine Spiegelstütze für eine Automobiltür aus dem
gleichen Harzgemisch, wie dem in Beispiel 1 benutzten durch
ein Spritzgießverfahren in der gleichen Weise wie in Beispiel
1 erzeugt, außer daß keine Öffnungsbereiche und keine Rippen
ausgebildet wurden. Fig. 6A zeigt eine Stirnansicht einer
Automobiltür-Spiegelstütze, Fig. 6B zeigt deren linke
Seitenansicht, und Fig. 6C zeigt deren Ansicht von unten. Diese
Automobiltür-Spiegelstütze wurde auf Verziehen in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 gemessen und zeigte 103,9º.
Vergleichsbeispiel 1-B
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Es wurde ein Formteil aus dem gleichen Harzgemisch, wie dem in
Beispiel 1 benutzten, in der gleichen Weise wie im
Vergleichsbeispiel 1-A erzeugt, außer daß der Krümmungsradius
(Außendurchmesser) seines Verbindungsbereichs auf 10 mm
vergrößert wurde, so daß die Schrumpfungsspannung und
Formänderung in der Formzeit abnahmen. Das resultierende Formteil
wurde auf Verziehen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1
gemessen und zeigte 104,1º. Das heißt, daß das Formteil bei
diesem Vergleichsbeispiel 1-B einen verbesserten Wert für
Verziehen gegenüber dem Formteil im Vergleichsbeispiel 1-A
zeigte. Allerdings war es hinsichtlich des Verziehens nicht so
verbessert wie das Formteil im Beispiel 1.
Vergleichsbeispiel 1-C
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Es wurde eine Automobiltür-Spiegelstütze wie in Fig. 5 gezeigt
aus dem gleichen Harzgemisch, wie dem in Beispiel 1 benutzten,
in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erzeugt, außer daß
keine Öffnungsbereiche ausgebildet wurden. Das heißt, diese
Automobiltür-Spiegelstütze unterschied sich von der im
Vergleichsbeispiel 1-A hergestellten dadurch, daß diese
Spiegelstütze für eine Automobiltür Rippen hatte. Die so hergestellte
Automobiltür-Spiegelstütze wurde auf Verziehen gemessen und
zeigte 104,4º. Das bedeutet, daß das Formteil bei diesem
Vergleichsbeispiel 1-C einen verbesserten Wert für Verziehen
gegenüber dem Formteil im Vergleichsbeispiel 1-B zeigte.
Allerdings war es hinsichtlich des Verziehens nicht so verbessert
wie das Formteil im Beispiel 1.
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Die obigen Ergebnisse veranschaulichen, daß eine Spiegelstütze
für eine Automobiltür, auf die ein Formteil gemäß der
vorliegenden Erfindung angewandt wird, eine bemerkenswert
verbesserte Formgenauigkeit gegenüber herkömmlichen hat und
bemerkenswert verbessert ist in Einbauteilen, wie einem Motor und
einem Spiegel.
Beispiel 2
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Ein Formteil gemäß der vorliegenden Erfindung wurde auf ein
kastenartiges Formteil, ein Druckergehäuse angewandt. Ein
Druckergehäuse wurde durch Spritzgießen einer Harzmasse
erzeugt, die durch Mischen von 80 Gewichtsteilen eines
Polycarbonatharzes (Handelsname: Iupilon GS2020, geliefert von
Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) und 20 Gewichtsteilen
einer Glasfaser gemäß einem herkömmlichen Verfahren zubereitet
worden war.
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Fig. 7A zeigt eine Querschnittsansicht des oben erzeugten
Druckergehäuses auf einer Höhe von 3/4 der Gesamthöhe liegend.
Im Druckergehäuse hatte eine erste Fläche 70 eine Länge von
800 mm, eine zweite Fläche 72 und eine vierte Fläche 76 hatten
eine Länge von 400 mm, eine dritte Fläche 74 hatte eine Länge
von 660 mm, die Dicke jeder Fläche hatte eine Dicke von 6 mm
und jede Fläche hatte eine Höhe von 70 mm. Ein
L-buchstabenförmiger konkaver Teil einer Größe von 70 mm x 50 mm wurde
jeweils in jeder Ecke ausgebildet, die von der zweiten Fläche 72
und der dritten Fläche 74 gebildet war und in einer Ecke, die
von der vierten Fläche 76 und der dritten Fläche 74 gebildet
war.
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Wie in einer perspektivischen Ansicht eines Teils des
Formteils in Fig. 7B gezeigt, wurde jede Rippe (Dicke 2 mm) zum
Beispiel auf solche Weise ausgebildet, daß eine innere Rippe
24A und eine äußere Rippe 24B integral geschaffen wurden. Das
bedeutet, daß die Rippen an der Innenseite und Außenseite der
Seitenfläche 70 und einer Bodenfläche 78, der Innenseite und
Außenseite der Seitenfläche 72 und der Bodenfläche 78, der
Innenseite und Außenseite der Seitenfläche 74 und der
Bodenfläche 78 und der Innenseite und Außenseite der Seitenfläche 76
und der Bodenfläche 78 gebildet wurden. Die Rippen hatten eine
Gestalt, die in einer Seitenansicht der Fig. 7C gezeigt ist.
In der Seitenansicht der Fig. 7C hatte die Ecke im linken
Boden der äußeren Rippe 24B einen rechten Winkel, die Höhe an
der linken Seite betrug 30 mm, die Länge der unteren Seite war
40 mm, die Länge an der oberen Seite war 20 mm, die Höhe an
der rechten Seite betrug 8 mm, und die Länge eines
horizontalen Abschnitts zum rechten Ende war 14 mm.
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Jeder der Öffnungsbereiche 20 war zwischen zwei benachbarten
Elementen der Rippen 24A und 24B ausgebildet. Jeder
Öffnungsbereich 20 erstreckte sich von einem in der Ebene einer Fläche
(Bodenfläche) liegenden Bereich zu einem in der Ebene der
anderen Fläche (erste, zweite, dritte oder vierte Fläche)
liegenden Bereich. Der Öffnungsbereich 20, der aus Gründen der
Zweckmäßigkeit in Fig. 7C mit einer gestrichelten Linie
gezeigt ist, hatte eine Höhe von 20 mm und eine Breite von
18 mm.
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Die erste Fläche hatte 39 Rippen, jede der zweiten und vierten
Flächen hatte 19 Rippen und die dritte Fläche hatte 19 Rippen.
Diese Rippen waren in gleichmäßigen Intervallen ausgebildet.
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Das Formteil wurde auf eine maximale Entfernung zwischen einem
oberen Abschnitt der dritten Fläche und einer gedachten Linie
von einem oberen Endabschnitt der dritten Fläche zum anderen
oberen Endabschnitt derselben gemessen, und diese maximale
Entfernung wurde als Verziehen genommen. Das Verziehen betrug
2,0 mm in der Richtung nach innen.
Vergleichsbeispiel 2-A
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Es wurde ein Druckergehäuse durch Spritzgießen der gleichen
Harzmasse wie der in Beispiel 2 benutzten in der gleiche Weise
wie im Beispiel 2 erzeugt, außer daß keine Öffnungsbereiche
und keine Rippen ausgebildet wurden (siehe eine
perspektivische Ansicht in Fig. 8). Dieses Formteil zeigte ein Verziehen
nach innen von 4,5 mm.
Vergleichsbeispiel 2-B
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Es wurde ein Formteil durch Spritzgießen der gleichen
Harzmasse wie der in Beispiel 2 benutzten auf die gleiche Weise
wie im Vergleichsbeispiel 2-A erzeugt, außer daß der
Krümmungsradius (Außendurchmesser) seiner Verbindungsbereiche auf
10 mm vergrößert war, so daß die Schrumpfungsspannung und
Verformung in den Verbindungsbereichen (wo die erste, zweite,
dritte und vierte Fläche jeweils mit der Bodenfläche vereinigt
war) in der Formzeit abnahm. Das erhaltene Formteil wurde auf
Verziehen in der gleichen Weise gemessen wie im Beispiel 2 und
zeigte 4,0 mm in Einwärtsrichtung.
Vergleichsbeispiel 2-C
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Es wurde ein Druckergehäuse durch Spritzgießen der gleichen
Harzmasse wie der im Beispiel 2 benutzten auf die gleiche
Weise wie im Beispiel 2 erzeugt, außer daß keine
Öffnungsbereiche ausgebildet wurden. Das heißt, es wurden die gleichen
Rippen wie die im Beispiel 2 an der Außenseite und Innenseite
jeder Fläche ausgebildet. Dieses Formteil zeigte ein Verziehen
von 3,5 mm in Einwärtsrichtung.
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Ein Druckergehäuse ist ein kastenförmiges Formteil, und eines
seiner großen Probleme ist das Verziehen. Da am Druckergehäuse
eine Anzahl von Teilen angebracht ist, ist die Toleranz der
Deformation, wie Verziehen und Biegen für das Druckergehäuse
sehr klein. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die
Deformation bemerkenswert reduziert werden durch die Schaffung eines
Öffnungsbereichs und einer Rippe. Deshalb kann das
Druckergehäuse gemäß der vorliegenden Erfindung in der Genauigkeit der
Gestalt im Vergleich zu herkömmlichen bemerkenswert verbessert
werden, und infolgedessen kann ein Motor, ein Getriebe, eine
Leiterplatte in einer integrierten Schaltung usw.
bemerkenswert einfach eingebaut werden.
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Die Formteile als Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen eine große Abnahme der Deformation, wie
Verziehen und Biegen, im Vergleich zu herkömmlichen Formteilen.
Die Formteile als Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden
Erfindung können eine große Abnahme des Verziehens selbst dann
zeigen, wenn sie aus Ausgangsmaterialien erzeugt sind, die
eine große Eigenschaftsänderung bei der Formgebung zeigen
(Ausgangsstoffe, die einen großen Schrumpfungsfaktor beim
Formen haben). Deshalb kann eine Vielfalt an Formteilen, die hohe
Dimensionsgenauigkeit haben müssen, an eine Vielfalt
industrieller Gebiete zu niedrigen Kosten geliefert werden.