WO2022042791A1 - Plastic part with an internal thread and method for producing a plastic part - Google Patents

Plastic part with an internal thread and method for producing a plastic part Download PDF

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WO2022042791A1
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plastic part
tool
plastic
trapezoidal
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Lukas Jakob
Juergen Gilmer
Sven Hachmann
Robert DRESSEL
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16H25/24Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
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    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
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    • F16H2025/249Special materials or coatings for screws or nuts

Definitions

  • the invention relates to a plastic part which is suitable for use as a component of a movement thread and has an internal thread in the form of a trapezoidal thread. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a plastic part with an internal thread by injection molding.
  • DE 10 2010 005 145 A1 discloses a screw drive which includes metallic components and plastic components.
  • Either the nut or the spindle can be a part that is at least partially made of metal, while the other component of the screw drive is at least partially made of plastic.
  • the nut and spindle have trapezoidal threads as components of the screw drive. The flanks of the trapezoidal thread are followed by first curves in the area of the thread crests and second curves in the area of the thread root.
  • Plastic parts with an internal or external thread can in principle be produced by primary shaping, in particular injection molding, or by machining.
  • DE 10 2015 225 247 A1 discloses an injection molding device for producing pipes with internal threads.
  • a tool forms an article cavity which is to be filled with a thermoplastic molding compound.
  • a projectile is provided as a displacement body for the molding compound.
  • Another device for injection molding a plastic body with an internal thread is described in DE 197 24 204 A1.
  • the plastic body can be a screw cap.
  • the thread of the plastic body is in the form of individual thread segments.
  • DE 10 2018 116 216 A1 discloses a device for unscrewing internal threads in injection molded parts using an electrically controlled drive. With the help of limit switch rings, it should be possible to identify whether a threaded core is screwed into a mold or unscrewed from the mould.
  • the object of the invention is to achieve progress in the injection molding production of plastic parts with an internal thread, with regard to both a rational production process and the durability of the end product.
  • plastic part with the features of claim 1, wherein the plastic part can be designed as a tubular part or as a part with any other external contour.
  • the object is also achieved by a method for producing such a plastic part according to claim 7.
  • Embodiments and advantages of the invention explained below in connection with the production method also apply to the device, i.e. the plastic part provided with an internal thread, and vice versa.
  • the internal thread of the plastic part is designed as a trapezoidal thread and is arranged concentrically to the central axis of the plastic part.
  • the internal thread runs out towards at least one of the two end faces of the plastic part.
  • At the at least one thread run-out of the trapezoidal thread there is an end surface, the extent of which in the axial direction of the internal thread and thus of the entire plastic part corresponds at least to the pitch of the internal thread, with between the end surface and an imaginary central plane in which the Central axis of the internal thread is located and which touches the end surface at the edge facing away from the end face, an acute angle is enclosed.
  • the end surface is inclined by at least 15° and at most 75° relative to the central plane, with the end surface, viewed in the longitudinal direction of the tubular plastic part, extending over a tooth and the subsequent root of the thread to the beginning of the flank of the next tooth.
  • the closing surface with which the trapezoidal thread ends towards the end face of the tubular plastic part, extends radially outward beyond the trapezoidal thread.
  • the section of the end surface that extends radially outwards over the end surface can be more extensive in the radial direction of the plastic part than the section of the end surface that lies within the trapezoidal thread.
  • the section of the end surface lying radially outside of the trapezoidal thread can be within a tubular Be arranged end piece of the plastic part, wherein the end piece as well as the trapezoidal thread is an integral part of the plastic part.
  • the pitch of the trapezoidal thread is widened at the end of the thread in comparison to the rest of the trapezoidal thread.
  • the widening extends over the last turn of the trapezoidal thread. This widening, which is equivalent to the fact that the distance between two opposite flanks of the trapezoidal thread profile delimiting a tooth gap is increased, production-related shape deviations can be compensated. It is true that the suitability of the trapezoidal thread to absorb axial forces is within the last one, which extends to the end of the thread Reduced thread pitch, but this disadvantage is overcompensated by excluding overloading in the same thread section.
  • the widening of the last thread can be designed asymmetrically. This means that one of the named flanks continues the contour of the thread profile given in the further course of the thread unchanged, whereas material is removed on the opposite flank in comparison to the rest of the thread.
  • the asymmetrical design of the area of the trapezoidal thread adjoining the end of the thread has the advantage that the full load-bearing capacity of the thread is retained in exactly one axial direction.
  • the plastic part can represent a complete spindle nut of a screw drive. Designs are also possible in which the plastic part forms a spindle nut together with other, in particular metallic, components. In any case, the plastic part, which has the trapezoidal thread as an internal thread, can be produced in the following steps:
  • a first, bolt-shaped, in particular multi-part, tool component suitable for plastic injection molding which has an external thread profiled according to the profile of the trapezoidal thread to be produced on the plastic part, this tool component having an end surface terminating the external thread, the extent of which in the axial direction corresponds at least to the thread pitch of the external thread and thus also corresponds to the trapezoidal thread, and between the end surface and an imaginary central plane in which the central axis of the external thread and thus also of the later trapezoidal thread lies and which touches the end surface at its edge facing the external thread, i.e. the edge facing away from the end face of the tool acute angle is included,
  • the first tool component which is generally bolt-shaped, is preferably composed of several tool parts.
  • One of these tool parts, which together form the first tool component, has a trapezoidal spotting surface that seamlessly continues the end surface and lies in the same plane, which is in planar contact with a second tool part.
  • the second tool part has no external thread.
  • the end surface of the first tool specifies the position and shape of the described end surface of the injection-molded plastic part.
  • the spotting surface of the first tool part lies flat against the second tool part within the assembled first tool. This ensures that the spotting surface forms the end of the thread turn of the internal thread of the plastic part during injection molding.
  • the plastic part can be removed from the first, multi-part tool by spindle-boring the first tool part and removing the second tool part in the axial direction from the plastic part without rotating it.
  • the multi-part injection molding tool is designed in such a way that the end of the thread of the plastic part is inclined at an acute angle in the direction of spindle removal.
  • This design has advantages over conventional solutions with a comparatively sharp-edged thread run-out, both with regard to the durability of the tools and the durability of the product manufactured with them.
  • By avoiding sharp edges on the injection molding tool technically relevant deformations during the use of the tool, which have a direct impact on the Shape of the workpieces produced, ie plastic parts would affect, practically impossible. This also applies in cases where the trapezoidal thread has a particularly low pitch.
  • the plastic part which has an internal thread designed as a trapezoidal thread, can be used, for example, as a rotating component or as a non-rotatable, exclusively displaceable component of a screw drive, ie a movement thread.
  • the associated counter-component provided with an external thread, ie spindle can also be made either of plastic or of metal.
  • the entire screw drive is part of an electromechanical actuator, for example. Such actuators are used, inter alia, in parking brakes of motor vehicles.
  • 3 shows the end of the thread of the internal thread in a sectional view
  • 4 shows a first, multi-part tool component for the production of the plastic part according to FIG. 1 by injection molding
  • FIG. 5 shows a detail of the tool component according to FIG. 4,
  • FIG. 6 a simplified representation of a detail of a second tool component for the production of the plastic part according to FIG. 1 by injection molding
  • FIG. 8 shows a detail of the arrangement according to FIG.
  • a plastic part identified overall by the reference numeral 1 is provided for use in a screw drive, not shown in any more detail, which is designed as a simple motion thread.
  • the plastic part 1 has a trapezoidal thread as an internal thread 2 and acts as the spindle nut of the screw drive.
  • the associated threaded spindle, not shown, is driven electrically, for example.
  • a lateral surface of the plastic part 1 is denoted by 3 and an end face by 4 .
  • a web 5 extends over the entire length of the lateral surface 3 and serves to prevent the plastic part 1 from rotating within a surrounding structure. In a modified embodiment, not shown, several such webs 5 can be evenly distributed around the circumference of the lateral surface 3 .
  • the plastic part 1 has a tubular shape; an inner peripheral surface adjoining the end face 4 is denoted by 6 .
  • FIGS. Thread flanks 7 and a thread root 8 Details of the internal thread 2, which is designed as a single thread, are shown in particular in FIGS. Thread flanks 7 and a thread root 8 can be seen.
  • the thread end of the internal thread 2 is total marked with 9.
  • An inner edge 11 of the closing surface 10 lies opposite the front edge 12 .
  • the entire thread end 9 is located in an end piece 13 of the plastic part 1 , the outer peripheral surface of the end piece 13 being an integral part of the lateral surface 3 .
  • the two edges 11, 12 are aligned in the radial direction of the tubular plastic part 1, whose central axis is denoted by MA.
  • the inner edge 11 represents a surface normal of the plane of the drawing.
  • the inner edge 11 lies in a central plane ME, in which the central axis MA also lies.
  • the end surface 10 is inclined relative to the center plane ME by an angle a of less than 75°, in the exemplary embodiment even by less than 45°.
  • the width of the end surface 10 measured in the longitudinal direction of the central axis MA corresponds to the pitch P of the internal thread 2.
  • the internal thread 2 is a single-start trapezoidal thread with a nominal diameter d.
  • the inner peripheral surface 6 has a diameter de which, in the exemplary embodiment, is at least one third larger than the nominal diameter d.
  • a first tool component 14 which is composed of two tool parts 21 , 22 , has a bolt-like basic shape and is provided with an external thread 15 which defines the shape of the trapezoidal thread 2 .
  • An end surface 16 can be seen in FIGS. 4, 5, 7, 8, with which the end surface 10 of the plastic part 1 is produced.
  • the injection molding tool 14, 18 is completed by a second tool component 18, which is outlined in highly abstract form in FIG.
  • the second tool component 18, like the first tool component 14, is constructed in several parts.
  • a longitudinal groove 19 in the second tool component 18 forms the web 5 of the plastic part 1 .
  • a cavity is formed in the assembled injection molding tool 14, 18, in which case a lateral surface 20 of the first tool tool component 14 can contact an inner peripheral surface of the second tool component 18 .
  • the multi-part structure of the first tool component 14 is shown in detail in FIGS.
  • the external thread 15 is located on the outer peripheral surface of the first tool part 21, which is longer in the exemplary embodiment, whereas the second tool part 22, which is comparatively short in the present case, has no thread.
  • the first tool part 21 is partially pushed into the second tool part 22 .
  • the tool parts 21, 22 are pulled apart somewhat in order to make geometric details visible.
  • the end surface 16 is provided by the second tool part 22, which is also referred to as the counter-mold part of the first tool part 21, i.e. the molded part with an external thread.
  • the end surface 16 has, as can be seen in particular from FIG. 8, a touching surface 16 as an integral part of this surface 16, the touching surface 16 lying flat on the tool part 21 within the assembled tool component 14 and is therefore no longer visible in this state.
  • the section of the end surface 16 lying outside of the inking surface 16 is referred to as the open section 24 of the end surface 16 and specifies the shape of the end surface 10 of the plastic part 1 .
  • the spotting surface 16 forms the end of the thread of the trapezoidal thread 2 and is contoured in a trapezoidal manner in accordance with this. Within the trapezoidal thread 2, this surface, the shape of which is specified by the spotting surface 16, is an imaginary surface which adjoins the connection surface 10 and represents the end of the thread turn at the thread outlet 9.
  • the inner tool component 14 together with the molded plastic part 1 can be removed from the outer tool component 18.
  • the separation of the two tool parts 21, 22 from the plastic part 1 is possible in that the first tool part 21 is screwed out of the trapezoidal thread 2 in the spindle-boring direction AR (FIG. 3), that is, spindled out.
  • the workpiece, ie plastic part 1 can then be separated from the second tool part 22 by the second tool part 22 being pulled off the workpiece 1 in the axial direction.
  • the second tool part 22 can also be spindled out and/or pulled off while the plastic part 1 is still in the second tool component 18 or in an individual part of this tool component 18.
  • the bolt-shaped tool component 14 is designed in such a way that the thread base 8 is in the area of the thread outlet 9 compared to the rest of the internal thread
  • a thread flank 7 is indicated in dashed lines in FIG.
  • the thread flank 7 at the thread outlet 9 is offset by an additional width s, so that the thread root 8 is widened accordingly.
  • the last turn of the thread of the internal thread 2 carries only on one side. If a mold misalignment occurs during injection molding, which corresponds at most to the additional width s, this would have no effect on the functionality of the trapezoidal thread 2, since there would be no impermissible narrowing of the last thread turn.
  • the possibly slightly reduced axial load capacity of the internal thread 2 in a specific direction is accepted.
  • Reference character list which is expressed in the form of the inner peripheral surface 6, which lies radially outside the nominal diameter d of the internal thread 2, promotes both the stability of the finished plastic part 1 and the stability of the connection between the tool components 14, 18 during the injection molding production of the plastic part 1 .
  • Thread run-out 0 Closing surface 1 Inner edge of the closing surface 2 Front edge of the closing surface 3 End piece 4 First tool component, bolt-shaped 5 External thread 6 End surface of the shorter tool part 7 Two flats 8 Second tool component 9 Longitudinal groove 0 Lateral surface of the first tool 1 Tool part with external thread 2 Tool part without external thread 3 Marking surface 4 open section of end face a angle

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Abstract

A tubular plastic part (1) suitable for use in a screw drive has an internal thread (2) designed as a trapezoidal thread, which ends at an end face of the plastic part (1), wherein a termination face (10) is located at the thread end (9), the extension of which termination face in the axial direction of the internal thread (1) corresponds at least to the pitch (P) of said thread, an acute angle (α) being formed between the termination face (10) and an imaginary central plane (ME), in which the central axis (MA) lies and which touches the termination face (10) at the edge (11) thereof facing away from the end face.

Description

Kunststoffteil mit einem Innengewinde und Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffteils Plastic part with an internal thread and method for producing a plastic part
Die Erfindung betrifft ein zur Verwendung als Komponente eines Bewegungsgewindes geeignetes Kunststoffteil, welches ein Innengewinde in Form eines Trapezgewindes aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur spritzgusstechnischen Herstellung eines solchen Kunststoffteils mit Innengewinde. The invention relates to a plastic part which is suitable for use as a component of a movement thread and has an internal thread in the form of a trapezoidal thread. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a plastic part with an internal thread by injection molding.
Die DE 10 2010 005 145 A1 offenbart einen Gewindetrieb, welcher metallische Komponenten sowie Kunststoff Komponenten umfasst. Hierbei kann es sich entweder bei der Mutter oder bei der Spindel um ein zumindest teilweise aus Metall gefertigtes Teil handeln, während die andere Komponente des Gewindetriebs zumindest teilweise aus Kunststoff gefertigt ist. In beiden Fällen weisen Mutter und Spindel als Komponenten des Gewindetriebs Trapezgewinde auf. An die Flanken der Trapezgewinde schließen sich im Bereich der Gewindespitzen erste Rundungen und im Bereich des Gewindegrundes zweite Rundungen an. DE 10 2010 005 145 A1 discloses a screw drive which includes metallic components and plastic components. Either the nut or the spindle can be a part that is at least partially made of metal, while the other component of the screw drive is at least partially made of plastic. In both cases, the nut and spindle have trapezoidal threads as components of the screw drive. The flanks of the trapezoidal thread are followed by first curves in the area of the thread crests and second curves in the area of the thread root.
Was die Normung von Trapezgewinden betrifft, wird auf die Normen DIN 103, ISO 2901 , ISO 2903, DIN 380 und DIN 30295 hingewiesen. Hintergrundinformationen zu Gewindeausläufen, unter anderem für Trapez- und Sägengewinde, sind in der Norm DIN 76-3 zu finden. As far as the standardization of trapezoidal threads is concerned, reference is made to the standards DIN 103, ISO 2901, ISO 2903, DIN 380 and DIN 30295. Background information on thread run-outs, including for trapezoidal and buttress threads, can be found in the DIN 76-3 standard.
Kunststoffteile mit Innen- oder Außengewinde können grundsätzlich durch Urformung, insbesondere Spritzgießen, oder durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt werden. Die DE 10 2015 225 247 A1 offenbart eine Spritzgießvorrichtung zur Herstellung von Rohren mit Innengewinden. Hierbei bildet ein Werkzeug eine Artikelkavität, welche mit einer thermoplastischen Formmasse zu füllen ist. Ferner ist in diesem Fall ein Projektil als Verdrängerkörper für die Formmasse vorgesehen. Eine weitere Vorrichtung zum Spritzgießen eines Kunststoffkörpers mit Innengewinde ist in der DE 197 24 204 A1 beschrieben. Bei dem Kunststoffkörper kann es sich in hierbei um eine Schraubkappe handeln. Das Gewinde des Kunststoffkörpers ist in Form einzelner Gewindesegmente ausgebildet. Plastic parts with an internal or external thread can in principle be produced by primary shaping, in particular injection molding, or by machining. DE 10 2015 225 247 A1 discloses an injection molding device for producing pipes with internal threads. Here, a tool forms an article cavity which is to be filled with a thermoplastic molding compound. Furthermore, in this case a projectile is provided as a displacement body for the molding compound. Another device for injection molding a plastic body with an internal thread is described in DE 197 24 204 A1. The plastic body can be a screw cap. The thread of the plastic body is in the form of individual thread segments.
Aus der DE 10 2018 116 216 A1 ist eine Vorrichtung zum Entspindeln von Innengewinden in Spritzgussteilen mit Hilfe eines elektrisch gesteuerten Antriebs bekannt. Mit Hilfe von Endschalterringen soll erkennbar sein, ob ein Gewindekern in eine Form eingeschraubt oder aus der Form ausgeschraubt ist. DE 10 2018 116 216 A1 discloses a device for unscrewing internal threads in injection molded parts using an electrically controlled drive. With the help of limit switch rings, it should be possible to identify whether a threaded core is screwed into a mold or unscrewed from the mould.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fortschritte in der spritzgusstechnischen Herstellung von Kunststoffteilen mit Innengewinde, betreffend sowohl einen rationellen Herstellungsprozess als auch die Beanspruchbarkeit des Endprodukts, zu erzielen. The object of the invention is to achieve progress in the injection molding production of plastic parts with an internal thread, with regard to both a rational production process and the durability of the end product.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kunststoffteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , wobei das Kunststoffteil als rohrförmiges Teil oder als Teil mit beliebiger sonstiger Außenkontur gestaltet sein kann. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kunststoffteils gemäß Anspruch 7. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtung, das heißt das mit einem Innengewinde versehene Kunststoffteil, und umgekehrt. This object is achieved according to the invention by a plastic part with the features of claim 1, wherein the plastic part can be designed as a tubular part or as a part with any other external contour. The object is also achieved by a method for producing such a plastic part according to claim 7. Embodiments and advantages of the invention explained below in connection with the production method also apply to the device, i.e. the plastic part provided with an internal thread, and vice versa.
Das Innengewinde des Kunststoffteils ist als Trapezgewinde ausgebildet und konzentrisch zur Mittelachse des Kunststoffteils angeordnet. Zu mindestens einer der beiden Stirnseiten des Kunststoffteils hin läuft das Innengewinde aus. Optional befindet sich auch an der gegenüberliegenden Stirnseite des Kunststoffteils ein Gewindeauslauf. An dem mindestens einen Gewindeauslauf des Trapezgewindes befindet sich eine Abschlussfläche, deren Erstreckung in Axialrichtung des Innengewindes und damit des gesamten Kunststoffteils mindestens der Steigung des Innengewindes entspricht, wobei zwischen der Abschlussfläche und einer gedachten Mittelebene, in welcher die Mittelachse des Innengewindes liegt und welche die Abschlussfläche an deren der Stirnseite abgewandtem Rand berührt, ein spitzer Winkel eingeschlossen ist. The internal thread of the plastic part is designed as a trapezoidal thread and is arranged concentrically to the central axis of the plastic part. The internal thread runs out towards at least one of the two end faces of the plastic part. Optionally, there is also a thread outlet on the opposite end of the plastic part. At the at least one thread run-out of the trapezoidal thread there is an end surface, the extent of which in the axial direction of the internal thread and thus of the entire plastic part corresponds at least to the pitch of the internal thread, with between the end surface and an imaginary central plane in which the Central axis of the internal thread is located and which touches the end surface at the edge facing away from the end face, an acute angle is enclosed.
Insbesondere ist die Abschlussfläche gegenüber der Mittelebene um mindestens 15° und höchstens 75° schräg gestellt, wobei sich die Abschlussfläche, in Längsrichtung des rohrförmigen Kunststoffteils betrachtet, über einen Zahn und den hieran anschließenden Gewindegrund, bis zum Beginn der Flanke des nächsten Zahns, erstreckt. In particular, the end surface is inclined by at least 15° and at most 75° relative to the central plane, with the end surface, viewed in the longitudinal direction of the tubular plastic part, extending over a tooth and the subsequent root of the thread to the beginning of the flank of the next tooth.
Radial nach außen erstreckt sich die Abschlussfläche, mit welcher das Trapezgewinde zur Stirnseite des rohrförmigen Kunststoffteils hin endet, gemäß einer möglichen Ausgestaltung über das Trapezgewinde hinaus. Hierbei kann der sich über die Abschlussfläche radial nach außen erstreckende Abschnitt der Abschlussfläche in Radialrichtung des Kunststoffteils ausgedehnter als der innerhalb des Trapezgewindes liegende Abschnitt der Abschlussfläche sein. According to a possible configuration, the closing surface, with which the trapezoidal thread ends towards the end face of the tubular plastic part, extends radially outward beyond the trapezoidal thread. In this case, the section of the end surface that extends radially outwards over the end surface can be more extensive in the radial direction of the plastic part than the section of the end surface that lies within the trapezoidal thread.
Unabhängig davon, wie der radial außerhalb des Trapezgewindes liegende Abschnitt der Abschlussfläche in Relation zum unmittelbar hieran anschließenden, weiter innen liegenden, zumindest teilweise das Gewindeprofil des Trapezgewindes beschreibenden Abschnitt der Abschlussfläche dimensioniert ist, kann der radial außerhalb des Trapezgewindes liegende Abschnitt der Abschlussfläche innerhalb eines rohrförmigen Endstücks des Kunststoffteils angeordnet sein, wobei das Endstück ebenso wie das Trapezgewinde einen integralen Bestandteil des Kunststoffteils darstellt. Irrespective of how the section of the end surface lying radially outside of the trapezoidal thread is dimensioned in relation to the immediately adjoining section of the end surface lying further inside and at least partially describing the thread profile of the trapezoidal thread, the section of the end surface lying radially outside of the trapezoidal thread can be within a tubular Be arranged end piece of the plastic part, wherein the end piece as well as the trapezoidal thread is an integral part of the plastic part.
Gemäß einer möglichen Weiterbildung ist der Gewindegang des Trapezgewindes am Gewindeauslauf im Vergleich zum übrigen Trapezgewinde aufgeweitet. Beispielsweise erstreckt sich die Aufweitung über den letzten Gewindegang des Trapezgewindes. Durch diese Aufweitung, welche gleichbedeutend damit ist, dass der Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden, eine Zahnlücke begrenzenden Flanken des trapezförmigen Gewindeprofils vergrößert ist, können fertigungsbedingte Formabweichungen abgefangen werden. Zwar ist damit die Eignung des Trapezgewindes, Axialkräfte aufzunehmen, innerhalb des letzten, sich bis zum Gewindeauslauf erstreckenden Gewindegangs herabgesetzt, doch wird dieser Nachteil durch einen Ausschluss einer Überlastung im selben Gewindeabschnitt überkompensiert. According to a possible further development, the pitch of the trapezoidal thread is widened at the end of the thread in comparison to the rest of the trapezoidal thread. For example, the widening extends over the last turn of the trapezoidal thread. This widening, which is equivalent to the fact that the distance between two opposite flanks of the trapezoidal thread profile delimiting a tooth gap is increased, production-related shape deviations can be compensated. It is true that the suitability of the trapezoidal thread to absorb axial forces is within the last one, which extends to the end of the thread Reduced thread pitch, but this disadvantage is overcompensated by excluding overloading in the same thread section.
Die Aufweitung des letzten Gewindegangs kann asymmetrisch gestaltet sein. Dies bedeutet, dass eine der genannten Flanken die Kontur des im weiteren Gewindeverlauf gegebenen Gewindeprofils unverändert fortsetzt, wogegen an der gegenüberliegenden Flanke im Vergleich zum restlichen Gewinde Material weggenommen ist. Die asymmetrische Gestaltung des an den Gewindeauslauf anschließenden Bereichs des Trapezgewindes hat den Vorteil, dass in genau einer axialen Richtung die volle Belastbarkeit des Gewindes erhalten bleibt. The widening of the last thread can be designed asymmetrically. This means that one of the named flanks continues the contour of the thread profile given in the further course of the thread unchanged, whereas material is removed on the opposite flank in comparison to the rest of the thread. The asymmetrical design of the area of the trapezoidal thread adjoining the end of the thread has the advantage that the full load-bearing capacity of the thread is retained in exactly one axial direction.
In allen vorstehend erläuterten Bauformen kann das Kunststoffteil eine komplette Spindelmutter eines Gewindetriebs darstellen. Ebenso sind Bauformen möglich, in denen das Kunststoffteil zusammen mit anderen, insbesondere metallischen, Komponenten eine Spindelmutter bildet. In jedem Fall ist das Kunststoffteil, welches das Trapezgewinde als Innengewinde aufweist, in folgenden Schritten herstellbar: In all of the designs explained above, the plastic part can represent a complete spindle nut of a screw drive. Designs are also possible in which the plastic part forms a spindle nut together with other, in particular metallic, components. In any case, the plastic part, which has the trapezoidal thread as an internal thread, can be produced in the following steps:
- Bereitstellung einer ersten, bolzenförmigen, insbesondere mehrteiligen, zum Kunststoffspritzguss geeigneten Werkzeugkomponente, welche ein entsprechend dem Profil des zu erzeugenden Trapezgewindes des Kunststoffteils profiliertes Außengewinde aufweist, wobei diese Werkzeugkomponente eine das Außengewinde abschließende Endfläche aufweist, deren Erstreckung in Axialrichtung mindestens der Gewindesteigung des Außengewindes und damit auch des Trapezgewindes entspricht, und wobei zwischen der Endfläche und einer gedachten Mittelebene, in welcher die Mittelachse des Außengewindes und damit auch des späteren Trapezgewindes liegt und welche die Endfläche an deren dem Außengewinde zugewandten, das heißt der Stirnseite des Werkzeugs abgewandten Rand berührt, ein spitzer Winkel eingeschlossen ist, - Provision of a first, bolt-shaped, in particular multi-part, tool component suitable for plastic injection molding, which has an external thread profiled according to the profile of the trapezoidal thread to be produced on the plastic part, this tool component having an end surface terminating the external thread, the extent of which in the axial direction corresponds at least to the thread pitch of the external thread and thus also corresponds to the trapezoidal thread, and between the end surface and an imaginary central plane in which the central axis of the external thread and thus also of the later trapezoidal thread lies and which touches the end surface at its edge facing the external thread, i.e. the edge facing away from the end face of the tool acute angle is included,
- Bereitstellung einer zweiten, typischerweise ebenfalls mehrteiligen, zum Kunststoffspritzguss geeigneten Werkzeugkomponente, deren Innenkontur entsprechend der Außenkontur des herzustellenden Kunststoffteils gestaltet ist, - Provision of a second, typically also multi-part, tool component suitable for plastic injection molding, its inner contour is designed according to the outer contour of the plastic part to be produced,
- Zusammensetzen der beiden Werkzeugkomponenten unter Bildung einer Kavität für den Kunststoffspritzguss, - Assembling the two tool components to form a cavity for plastic injection molding,
- Urformung des Kunststoffteils in der im vorigen Schritt hergestellten Kavität im Spritzgussverfahren, - Primary shaping of the plastic part in the cavity made in the previous step using the injection molding process,
- Separierung des Kunststoffteils von den Werkzeugkomponenten, wobei dieses Separieren ein Ausspindeln umfasst. - Separation of the plastic part from the tool components, this separation comprising a spindle removal.
Um den Kunststoffspritzguss zu ermöglichen, wird die erste, insgesamt bolzenförmige Werkzeugkomponente vorzugsweise aus mehreren Werkzeugteilen zusammengesetzt. Eines dieser Werkzeugteile, welche zusammen die erste Werkzeugkomponente bilden, weist eine die Endfläche nahtlos fortsetzende, in derselben Ebene liegende trapezförmige Tuschierfläche auf, welche ein zweites Werkzeugteil flächig kontaktiert. Im Unterschied zum ersten Werkzeugteil weist das zweite Werkzeugteil kein Außengewinde auf. Die Endfläche des ersten Werkzeugs gibt die Lage und Form der beschriebenen Abschlussfläche des spritzgegossenen Kunststoffteils vor. Anders als die Endfläche liegt die Tuschierfläche des ersten Werkzeugteils innerhalb des zusammengesetzten ersten Werkzeugs flächig am zweiten Werkzeugteil an. Dies sorgt dafür, dass beim Spritzguss die Tuschierfläche das Ende des Gewindegangs des Innengewindes des Kunststoffteils bildet. Das Kunststoffteil ist dem ersten, mehrteiligen Werkzeug entnehmbar, indem das erste Werkzeugteil ausgespindelt und das zweite Werkzeugteil, ohne dieses zu drehen, in Axialrichtung vom Kunststoffteil entfernt wird. In order to enable plastic injection molding, the first tool component, which is generally bolt-shaped, is preferably composed of several tool parts. One of these tool parts, which together form the first tool component, has a trapezoidal spotting surface that seamlessly continues the end surface and lies in the same plane, which is in planar contact with a second tool part. In contrast to the first tool part, the second tool part has no external thread. The end surface of the first tool specifies the position and shape of the described end surface of the injection-molded plastic part. Unlike the end surface, the spotting surface of the first tool part lies flat against the second tool part within the assembled first tool. This ensures that the spotting surface forms the end of the thread turn of the internal thread of the plastic part during injection molding. The plastic part can be removed from the first, multi-part tool by spindle-boring the first tool part and removing the second tool part in the axial direction from the plastic part without rotating it.
In allen Fällen ist das mehrteilige Spritzgusswerkzeug derart gestaltet, dass der Gewindeauslauf des Kunststoffteils in Ausspindelrichtung im spitzen Winkel schräggestellt ist. Diese Gestaltung hat sowohl hinsichtlich der Haltbarkeit der Werkzeuge als auch der Haltbarkeit des damit hergestellten Produktes Vorteile gegenüber herkömmlichen Lösungen mit vergleichsweise scharfkantigem Gewindeauslauf. Durch die Vermeidung von scharfen Kanten am Spritzgusswerkzeug sind technisch relevante Verformungen im Laufe der Nutzung des Werkzeugs, welche sich unmittelbar auf die Form der hergestellten Werkstücke, das heißt Kunststoffteile, auswirken würden, praktisch ausgeschlossen. Dies gilt auch in Fällen, in denen das Trapezgewinde eine besonders niedrige Steigung aufweist. Was das im Spritzgussverfahren hergestellte Kunststoffteil betrifft, trägt die vorgeschlagene Gestaltung mit schräggestelltem Gewindeauslauf maßgeblich dazu bei, dass Abrieb bei der Verwendung des Kunststoffteils als Komponente eines Gewindetriebs weitgehend vermieden wird. Abrieb würde nicht nur zu erhöhter Reibung, sondern auch zu verstärktem Verschleiß weiterer Gleitflächen führen. In all cases, the multi-part injection molding tool is designed in such a way that the end of the thread of the plastic part is inclined at an acute angle in the direction of spindle removal. This design has advantages over conventional solutions with a comparatively sharp-edged thread run-out, both with regard to the durability of the tools and the durability of the product manufactured with them. By avoiding sharp edges on the injection molding tool, technically relevant deformations during the use of the tool, which have a direct impact on the Shape of the workpieces produced, ie plastic parts would affect, practically impossible. This also applies in cases where the trapezoidal thread has a particularly low pitch. As far as the plastic part produced in the injection molding process is concerned, the proposed design with an inclined thread end makes a significant contribution to the fact that abrasion when the plastic part is used as a component of a screw drive is largely avoided. Abrasion would not only lead to increased friction, but also to increased wear of other sliding surfaces.
Das Kunststoffteil, welches ein als Trapezgewinde ausgebildetes Innengewinde aufweist, kann beispielsweise als rotierende Komponente oder als nicht rotierbare, ausschließlich verschiebbare Komponente eines Gewindetriebs, das heißt Bewegungsgewindes, eingesetzt werden. Die zugehörige, mit einem Außengewinde versehene Gegenkomponente, das heißt Spindel, kann entweder ebenfalls aus Kunststoff oder aus Metall gefertigt sein. Der gesamte Gewindetrieb ist zum Beispiel Teil eines elektromechanischen Aktuators. Solche Aktuatoren kommen unter anderem in Feststellbremsen von Kraftfahrzeugen zum Einsatz. The plastic part, which has an internal thread designed as a trapezoidal thread, can be used, for example, as a rotating component or as a non-rotatable, exclusively displaceable component of a screw drive, ie a movement thread. The associated counter-component provided with an external thread, ie spindle, can also be made either of plastic or of metal. The entire screw drive is part of an electromechanical actuator, for example. Such actuators are used, inter alia, in parking brakes of motor vehicles.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen: An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing. Show in it:
Fig. 1 ein Kunststoffteil mit Innengewinde, nämlich Trapezgewinde, in perspektivischer Ansicht, 1 a plastic part with an internal thread, namely a trapezoidal thread, in a perspective view,
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung den Gewindeauslauf des Innengewindes des Kunststoffteils, 2 shows the end of the thread of the internal thread of the plastic part in an enlarged view,
Fig. 3 den Gewindeauslauf des Innengewindes in einer Schnittdarstellung, Fig. 4 eine erste, mehrteilige Werkzeugkomponente zur spritzgusstechnischen Herstellung des Kunststoffteils nach Figur 1 , 3 shows the end of the thread of the internal thread in a sectional view, 4 shows a first, multi-part tool component for the production of the plastic part according to FIG. 1 by injection molding,
Fig. 5 ein Detail der Werkzeugkomponente nach Figur 4, 5 shows a detail of the tool component according to FIG. 4,
Fig. 6 ausschnittsweise in vereinfachter Darstellung eine zweite Werkzeugkomponente zur spritzgusstechnischen Herstellung des Kunststoffteils nach Figur 1 , FIG. 6 a simplified representation of a detail of a second tool component for the production of the plastic part according to FIG. 1 by injection molding,
Fig. 7 Einzelteile der Werkzeugkomponente nach Figur 4 in einem teilweise zusammengeschobenen Zustand, 7 individual parts of the tool component according to FIG. 4 in a partially pushed together state,
Fig. 8 ein Detail der Anordnung nach Figur 7. 8 shows a detail of the arrangement according to FIG.
Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes Kunststoffteil ist zur Verwendung in einem nicht weiter dargestellten Gewindetrieb, welcher als einfaches Bewegungsgewinde ausgebildet ist, vorgesehen. Das Kunststoffteil 1 weist ein Trapezgewinde als Innengewinde 2 auf und fungiert als Spindelmutter des Gewindetriebs. Die zugehörige, nicht dargestellte Gewindespindel ist beispielsweise elektrisch angetrieben. Eine Mantelfläche des Kunststoffteils 1 ist mit 3, eine Stirnfläche mit 4 bezeichnet. Über die gesamte Länge der Mantelfläche 3 erstreckt sich ein Steg 5, welcher der Verdrehsicherung des Kunststoffteils 1 innerhalb einer Umgebungskonstruktion dient. In abgewandelter, nicht dargestellter Ausgestaltung können mehrere derartige Stege 5 gleichmäßig um den Umfang der Mantelfläche 3 verteilt sein. Insgesamt weist das Kunststoffteil 1 eine rohrförmige Gestalt auf; eine an die Stirnfläche 4 grenzende Innenumfangsfläche ist mit 6 bezeichnet. A plastic part identified overall by the reference numeral 1 is provided for use in a screw drive, not shown in any more detail, which is designed as a simple motion thread. The plastic part 1 has a trapezoidal thread as an internal thread 2 and acts as the spindle nut of the screw drive. The associated threaded spindle, not shown, is driven electrically, for example. A lateral surface of the plastic part 1 is denoted by 3 and an end face by 4 . A web 5 extends over the entire length of the lateral surface 3 and serves to prevent the plastic part 1 from rotating within a surrounding structure. In a modified embodiment, not shown, several such webs 5 can be evenly distributed around the circumference of the lateral surface 3 . Overall, the plastic part 1 has a tubular shape; an inner peripheral surface adjoining the end face 4 is denoted by 6 .
Einzelheiten des Innengewindes 2, welches als eingängiges Gewinde gestaltet ist, gehen insbesondere aus den Figuren 2 und 3 hervor. Erkennbar sind Gewindeflanken 7 sowie ein Gewindegrund 8. Der Gewindeauslauf des Innengewindes 2 ist insgesamt mit 9 bezeichnet. Am Gewindeauslauf 9 befindet sich eine Abschlussfläche 10. In Richtung zur Stirnfläche 4 ist die Abschlussfläche 10 durch einen stirnseitigen Rand 12 begrenzt. Dem stirnseitigen Rand 12 liegt ein innerer Rand 11 der Abschlussfläche 10 gegenüber. Der gesamte Gewindeauslauf 9 befindet sich in einem Endstück 13 des Kunststoffteils 1 , wobei die Außenumfangsfläche des Endstücks 13 integraler Bestandteil der Mantelfläche 3 ist. Die beiden Ränder 11 , 12 sind in Radialrichtung des rohrförmigen Kunststoffteils 1 ausgerichtet, dessen Mittelachse mit MA bezeichnet ist. Details of the internal thread 2, which is designed as a single thread, are shown in particular in FIGS. Thread flanks 7 and a thread root 8 can be seen. The thread end of the internal thread 2 is total marked with 9. At the end of the thread 9 there is an end surface 10 . An inner edge 11 of the closing surface 10 lies opposite the front edge 12 . The entire thread end 9 is located in an end piece 13 of the plastic part 1 , the outer peripheral surface of the end piece 13 being an integral part of the lateral surface 3 . The two edges 11, 12 are aligned in the radial direction of the tubular plastic part 1, whose central axis is denoted by MA.
In der Ansicht nach Figur 3 stellt der innere Rand 11 ein Flächennormale der Zeichenebene dar. Der innere Rand 11 liegt in einer Mittelebene ME, in welcher auch die Mittelachse MA liegt. Die Abschlussfläche 10 ist gegenüber der Mittelebene ME um einen Winkel a von weniger als 75°, im Ausführungsbeispiel sogar um weniger als 45°, schräggestellt. Die in Längsrichtung der Mittelachse MA gemessene Breite der Abschlussfläche 10 entspricht der Steigung P des Innengewindes 2. Bei dem Innengewinde 2 handelt es sich um ein eingängiges Trapezgewinde mit Nenndurchmesser d. Die Innenumfangsfläche 6 weist einen Durchmesser de auf, der im Ausführungsbeispiel um mindestens ein Drittel größer als der Nenndurchmesser d ist. In the view according to FIG. 3, the inner edge 11 represents a surface normal of the plane of the drawing. The inner edge 11 lies in a central plane ME, in which the central axis MA also lies. The end surface 10 is inclined relative to the center plane ME by an angle a of less than 75°, in the exemplary embodiment even by less than 45°. The width of the end surface 10 measured in the longitudinal direction of the central axis MA corresponds to the pitch P of the internal thread 2. The internal thread 2 is a single-start trapezoidal thread with a nominal diameter d. The inner peripheral surface 6 has a diameter de which, in the exemplary embodiment, is at least one third larger than the nominal diameter d.
Zur Herstellung des Kunststoffteils 1 wird ein mehrteiliges Spritzgusswerkzeug 14, 18 verwendet, welches in den Figuren 4 bis 8 illustriert ist. Eine erste Werkzeugkomponente 14, welche aus zwei Werkzeugteilen 21 , 22 zusammengesetzt ist, weist eine bolzenartige Grundform auf und ist mit einem Außengewinde 15 versehen, welches die Form des Trapezgewindes 2 vorgibt. In den Figuren 4, 5, 7, 8 ist eine Endfläche 16 erkennbar, mit welcher die Abschlussfläche 10 des Kunststoffteils 1 erzeugt wird. A multi-part injection molding tool 14, 18, which is illustrated in FIGS. 4 to 8, is used to produce the plastic part 1. A first tool component 14 , which is composed of two tool parts 21 , 22 , has a bolt-like basic shape and is provided with an external thread 15 which defines the shape of the trapezoidal thread 2 . An end surface 16 can be seen in FIGS. 4, 5, 7, 8, with which the end surface 10 of the plastic part 1 is produced.
Das Spritzgusswerkzeug 14, 18 wird komplettiert durch eine zweite Werkzeugkomponente 18, welche stark abstrahiert in Figur 6 skizziert ist. Tatsächlich ist die zweite Werkzeugkomponente 18, ebenso wie die erste Werkzeugkomponente 14, mehrteilig aufgebaut. Eine Längsnut 19 in der zweiten Werkzeugkomponente 18 bildet den Steg 5 des Kunststoffteils 1 ab. Im zusammengesetzten Spritzgusswerkzeug 14, 18 ist eine Kavität ausgebildet, wobei in diesem Zustand eine Mantelfläche 20 der ersten Werk- zeugkomponente 14 eine Innenumfangsfläche der zweiten Werkzeugkomponente 18 kontaktieren kann. The injection molding tool 14, 18 is completed by a second tool component 18, which is outlined in highly abstract form in FIG. In fact, the second tool component 18, like the first tool component 14, is constructed in several parts. A longitudinal groove 19 in the second tool component 18 forms the web 5 of the plastic part 1 . A cavity is formed in the assembled injection molding tool 14, 18, in which case a lateral surface 20 of the first tool tool component 14 can contact an inner peripheral surface of the second tool component 18 .
Der mehrteilige Aufbau der ersten Werkzeugkomponente 14 geht im Detail aus den Figuren 7 und 8 hervor. Danach befindet sich das Außengewinde 15 an der Außenumfangsfläche des ersten, im Ausführungsbeispiel längeren Werkzeugteils 21 , wogegen das zweite, im vorliegenden Fall vergleichsweise kurze Werkzeugteil 22 kein Gewinde aufweist. Um die Werkzeugkomponente 14 zusammenzusetzen, wird das erste Werkzeugteil 21 teilweise in das zweite Werkzeugteil 22 eingeschoben. In der Anordnung nach Fig. 7 sind die Werkzeugteile 21 , 22, um geometrische Einzelheiten sichtbar zu machen, etwas auseinandergezogen. The multi-part structure of the first tool component 14 is shown in detail in FIGS. According to this, the external thread 15 is located on the outer peripheral surface of the first tool part 21, which is longer in the exemplary embodiment, whereas the second tool part 22, which is comparatively short in the present case, has no thread. In order to assemble the tool component 14 , the first tool part 21 is partially pushed into the second tool part 22 . In the arrangement according to FIG. 7, the tool parts 21, 22 are pulled apart somewhat in order to make geometric details visible.
Die Endfläche 16 wird durch das zweite Werkzeugteil 22, welches auch als Gegenformteil des ersten Werkzeugteils 21 , das heißt Formteils mit Außengewinde, bezeichnet wird, bereitgestellt. Die Endfläche 16 weist, wie insbesondere aus Fig. 8 hervorgeht, eine Tuschierfläche 16 als integralen Teil dieser Fläche 16 auf, wobei die Tu- schierfläche 16 innerhalb der zusammengesetzten Werkzeugkomponente 14 flächig am Werkzeugteil 21 anliegt und daher in diesem Zustand nicht mehr sichtbar ist. Der außerhalb der Tuschierfläche 16 liegende Abschnitt der Endfläche 16 wird als offener Abschnitt 24 der Endfläche 16 bezeichnet und gibt die Form der Abschlussfläche 10 des Kunststoffteils 1 vor. Die Tuschierfläche 16 dagegen bildet den Abschluss des Gewindegangs des Trapezgewindes 2 und ist übereinstimmend hiermit trapezförmig konturiert. Innerhalb des Trapezgewindes 2 handelt es sich bei dieser Fläche, deren Gestalt durch die Tuschierfläche 16 vorgegeben ist, um eine gedachte Fläche, welche an die Anschlussfläche 10 anschließt und das Ende des Gewindegangs am Gewindeauslauf 9 darstellt. The end surface 16 is provided by the second tool part 22, which is also referred to as the counter-mold part of the first tool part 21, i.e. the molded part with an external thread. The end surface 16 has, as can be seen in particular from FIG. 8, a touching surface 16 as an integral part of this surface 16, the touching surface 16 lying flat on the tool part 21 within the assembled tool component 14 and is therefore no longer visible in this state. The section of the end surface 16 lying outside of the inking surface 16 is referred to as the open section 24 of the end surface 16 and specifies the shape of the end surface 10 of the plastic part 1 . The spotting surface 16, on the other hand, forms the end of the thread of the trapezoidal thread 2 and is contoured in a trapezoidal manner in accordance with this. Within the trapezoidal thread 2, this surface, the shape of which is specified by the spotting surface 16, is an imaginary surface which adjoins the connection surface 10 and represents the end of the thread turn at the thread outlet 9.
Nachdem die zwischen den jeweils mehrteiligen Werkzeugkomponenten 14, 18 gebildete Kavität mit erwärmter Kunststoffmasse gefüllt ist und eine ausreichende Abkühlung des Kunststoffes stattgefunden hat, kann die innere Werkzeugkomponente 14 samt urgeformtem Kunststoffteil 1 aus der äußeren Werkzeugkomponente 18 entnommen werden. Die Separierung der beiden Werkzeugteile 21 , 22 vom Kunststoffteil 1 ist möglich, indem das erste Werkzeugteil 21 in Ausspindelrichtung AR (Figur 3) aus dem Trapezgewinde 2 herausgeschraubt, das heißt ausgespindelt, wird. Anschließend kann das Werkstück, das heißt Kunststoffteil 1 , vom zweiten Werkzeugteil 22 separiert werden, indem das zweite Werkzeugteil 22 vom Werkstück 1 in Axialrichtung abgezogen wird. Je nach Gesamtaufbau der Werkzeugkomponenten 14, 18 kann das Ausspindeln und/oder das Abziehen des zweiten Werkzeugteils 22 auch erfolgen, während sich das Kunststoffteil 1 noch in der zweiten Werkzeugkomponente 18 oder in einem Einzelteil dieser Werkzeugkomponente 18 befindet. After the cavity formed between the respective multi-part tool components 14, 18 has been filled with heated plastic mass and the plastic has cooled sufficiently, the inner tool component 14 together with the molded plastic part 1 can be removed from the outer tool component 18. The separation of the two tool parts 21, 22 from the plastic part 1 is possible in that the first tool part 21 is screwed out of the trapezoidal thread 2 in the spindle-boring direction AR (FIG. 3), that is, spindled out. The workpiece, ie plastic part 1, can then be separated from the second tool part 22 by the second tool part 22 being pulled off the workpiece 1 in the axial direction. Depending on the overall structure of the tool components 14, 18, the second tool part 22 can also be spindled out and/or pulled off while the plastic part 1 is still in the second tool component 18 or in an individual part of this tool component 18.
Die bolzenförmige Werkzeugkomponente 14 ist derart gestaltet, dass der Gewindegrund 8 im Bereich des Gewindeauslaufs 9 im Vergleich zum restlichen InnengewindeThe bolt-shaped tool component 14 is designed in such a way that the thread base 8 is in the area of the thread outlet 9 compared to the rest of the internal thread
2 aufgeweitet ist. In Figur 2 ist gestrichelt eine Gewindeflanke 7 angedeutet, wie sie entfernt vom Gewindeauslauf 9, im nicht modifizierten Abschnitt des Innengewindes 2, vorhanden wäre. Gegenüber der nicht modifizierten Kontur des Trapezgewindes 2 ist die Gewindeflanke 7 am Gewindeauslauf 9 um eine Zusatzbreite s versetzt, so dass der Gewindegrund 8 entsprechend verbreitert ist. Dies hat zur Folge, dass der letzte Gewindegang des Innengewindes 2 nur einseitig trägt. Sollte beim Spritzgießen ein Formversatz auftreten, welcher maximal der Zusatzbreite s entspricht, so hätte dies keinen Einfluss auf die Funktionsfähigkeit des Trapezgewindes 2, da keine unzulässige Verengung des letzten Gewindegangs gegeben wäre. Die eventuell geringfügig verringerte axiale Belastbarkeit des Innengewindes 2 in einer bestimmten Richtung wird in Kauf genommen. 2 is expanded. A thread flank 7 is indicated in dashed lines in FIG. Compared to the unmodified contour of the trapezoidal thread 2, the thread flank 7 at the thread outlet 9 is offset by an additional width s, so that the thread root 8 is widened accordingly. As a result, the last turn of the thread of the internal thread 2 carries only on one side. If a mold misalignment occurs during injection molding, which corresponds at most to the additional width s, this would have no effect on the functionality of the trapezoidal thread 2, since there would be no impermissible narrowing of the last thread turn. The possibly slightly reduced axial load capacity of the internal thread 2 in a specific direction is accepted.
Die an der Stirnfläche 4 gegebene Durchmesserstufung, welche sich in Form der Innenumfangsfläche 6 ausdrückt, die radial außerhalb des Nenndurchmessers d des Innengewindes 2 liegt, begünstigt sowohl die Stabilität des fertigen Kunststoffteils 1 als auch die Stabilität der Verbindung zwischen den Werkzeugkomponenten 14, 18 während der spritzgusstechnischen Herstellung des Kunststoffteils 1 . Bezuqszeichenliste The diameter gradation given on the end face 4, which is expressed in the form of the inner peripheral surface 6, which lies radially outside the nominal diameter d of the internal thread 2, promotes both the stability of the finished plastic part 1 and the stability of the connection between the tool components 14, 18 during the injection molding production of the plastic part 1 . Reference character list
Kunststoffteil plastic part
Innengewinde, TrapezgewindeInternal thread, trapezoidal thread
Mantelfläche lateral surface
Stirnfläche face
Steg web
Innenumfangsfläche inner peripheral surface
Gewindeflanke thread flank
Gewindegrund thread root
Gewindeauslauf 0 Abschlussfläche 1 innerer Rand der Abschlussfläche 2 stirnseitiger Rand der Abschlussfläche 3 Endstück 4 erste Werkzeugkomponente, bolzenförmig 5 Außengewinde 6 Endfläche des kürzeren Werkzeugteils 7 Zweiflach 8 zweite Werkzeugkomponente 9 Längsnut 0 Mantelfläche des ersten Werkzeugs 1 Werkzeugteil mit Außengewinde 2 Werkzeugteil ohne Außengewinde 3 Tuschierfläche 4 offener Abschnitt der Endfläche a Winkel Thread run-out 0 Closing surface 1 Inner edge of the closing surface 2 Front edge of the closing surface 3 End piece 4 First tool component, bolt-shaped 5 External thread 6 End surface of the shorter tool part 7 Two flats 8 Second tool component 9 Longitudinal groove 0 Lateral surface of the first tool 1 Tool part with external thread 2 Tool part without external thread 3 Marking surface 4 open section of end face a angle
AR Ausspindelrichtung d Nenndurchmesser de Durchmesser der Innenumfangsfläche AR Boring direction d Nominal diameter de Diameter of the inner peripheral surface
MA Mittelachse ME MittelebeneMA central axis ME midplane
P Steigung s Zusatzbreite P pitch s extra width

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Rohrförmiges, eine Mittelachse (MA) aufweisendes Kunststoffteil (1 ), mit einem als Trapezgewinde ausgebildeten Innengewinde (2), welches zu einer Stirnseite des Kunststoffteils (1 ) hin ausläuft, wobei sich am Gewindeauslauf (9) eine Abschlussfläche (10) befindet, deren Erstreckung in Axialrichtung des Innengewindes (2) mindestens dessen Steigung (P) entspricht, wobei zwischen der Abschlussfläche (10) und einer gedachten Mittelebene (ME), in welcher die Mittelachse (MA) liegt und welche die Abschlussfläche (10) an deren der Stirnseite abgewandtem Rand (11 ) berührt, ein spitzer Winkel (a) eingeschlossen ist.1. Tubular plastic part (1) having a central axis (MA), with an internal thread (2) designed as a trapezoidal thread, which runs out towards one end face of the plastic part (1), with an end face (10) being located at the thread end (9). , whose extension in the axial direction of the internal thread (2) corresponds at least to its pitch (P), whereby between the end face (10) and an imaginary center plane (ME) in which the center axis (MA) lies and which the end face (10) lies on touches the edge (11) facing away from the end face, an acute angle (a) is included.
2. Kunststoffteil (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlussfläche (10) gegenüber der Mittelebene (ME) um mindestens 15° und höchstens 75° schräg gestellt ist. 2. Plastic part (1) according to claim 1, characterized in that the closing surface (10) is inclined by at least 15° and at most 75° relative to the central plane (ME).
3. Kunststoffteil (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abschlussfläche (10) radial nach außen über das Trapezgewinde (2) hinaus erstreckt. 3. Plastic part (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the closing surface (10) extends radially outward beyond the trapezoidal thread (2) also.
4. Kunststoffteil (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der sich über die Abschlussfläche (10) radial nach außen erstreckende Abschnitt der Abschlussfläche (10) in Radialrichtung ausgedehnter als der innerhalb des Trapezgewindes (2) liegende Abschnitt der Abschlussfläche (10) ist. 4. Plastic part (1) according to claim 3, characterized in that the section of the end surface (10) extending radially outwards over the end surface (10) is more extensive in the radial direction than the section of the end surface (10) lying within the trapezoidal thread (2). is.
5. Kunststoffteil (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der radial außerhalb des Trapezgewindes (2) liegende Abschnitt der Abschlussfläche (10) innerhalb eines rohrförmigen Endstücks (13) des Kunststoffteils (1 ) liegt. 5. Plastic part (1) according to claim 3 or 4, characterized in that the section of the end surface (10) lying radially outside of the trapezoidal thread (2) lies within a tubular end piece (13) of the plastic part (1).
6. Kunststoffteil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindegang des Trapezgewindes (2) am Gewindeauslauf (9) im Vergleich zum übrigen Trapezgewinde (2) aufgeweitet ist. 6. Plastic part (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the thread pitch of the trapezoidal thread (2) is widened at the thread end (9) compared to the rest of the trapezoidal thread (2).
7. Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen, ein Trapezgewinde (2) als Innengewinde aufweisenden Kunststoffteils (1 ), mit folgenden Schritten: - Bereitstellung einer ersten, bolzenförmigen, zum Kunststoffspritzguss geeigneten Werkzeugkomponente (14), welche ein entsprechend dem Profil des zu erzeugenden Trapezgewindes (2) profiliertes Außengewinde (15) aufweist, wobei diese Werkzeugkomponente (14) eine das Außengewinde7. A method for producing a tubular plastic part (1) having a trapezoidal thread (2) as an internal thread, with the following steps: - Provision of a first, bolt-shaped tool component (14) suitable for plastic injection molding, which has an external thread (15) profiled according to the profile of the trapezoidal thread (2) to be produced, this tool component (14) having the external thread
(15) abschließende Endfläche (16) aufweist, deren Erstreckung in Axialrichtung mindestens der Gewindesteigung (P) entspricht, und wobei zwischen der Endfläche (16) und einer gedachten Mittelebene (ME), in welcher die Mittelachse (MA) des Außengewindes (15) liegt und welche die Endfläche(15) has a closing end surface (16), the extension of which in the axial direction corresponds at least to the thread pitch (P), and wherein between the end surface (16) and an imaginary center plane (ME) in which the center axis (MA) of the external thread (15) lies and which is the end face
(16) an deren dem Außengewinde (15) zugewandten Rand berührt, ein spitzer Winkel (a) eingeschlossen ist, (16) touches at the edge facing the external thread (15), an acute angle (a) is included,
- Bereitstellung einer zweiten, zum Kunststoffspritzguss geeigneten Werkzeugkomponente (18), deren Innenkontur entsprechend der Außenkontur des herzustellenden Kunststoffteils (1 ) gestaltet ist, - Provision of a second tool component (18) suitable for plastic injection molding, the inner contour of which is designed in accordance with the outer contour of the plastic part (1) to be produced,
- Zusammensetzen der beiden Werkzeugkomponenten (14, 18) unter Herstellung einer Kavität für den Kunststoffspritzguss, - Assembling the two tool components (14, 18) to produce a cavity for the plastic injection molding,
- Urformung des Kunststoffteils (1 ) in der Kavität im Spritzgussverfahren,- Primary shaping of the plastic part (1) in the cavity in the injection molding process,
- Separierung des Kunststoffteils (1 ) von den Werkzeugkomponenten (14, 18). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorbereitung des Kunststoffspritzgusses die erste Werkzeugkomponente (14) aus mehreren Werkzeugteilen (21 , 22) zusammengesetzt wird, wobei eines dieser Werkzeugteile (21 , 22) eine die Endfläche (16) nahtlos fortsetzende, in derselben Ebene liegende trapezförmige Tuschierfläche (23) aufweist, welche ein zweites Werkzeugteil (22) flächig kontaktiert. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Werkzeugteil (21 ) derart in Kontakt mit dem zweiten Werkzeugteil (22) gebracht wird, dass beim Spritzguss die Tuschierfläche (23) das Ende eines Gewindegangs des Innengewindes (2) des Kunststoffteils (1 ) bildet. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (1 ) aus der ersten, mehrteiligen Werkzeugkomponente (14) ent- - 15 - nommen wird, indem das erste Werkzeugteil (21 ) ausgespindelt und das zweite Werkzeugteil (22) in Axialrichtung vom Kunststoffteil (1 ) entfernt wird. - Separation of the plastic part (1) from the tool components (14, 18). Method according to Claim 7, characterized in that in preparation for the plastic injection molding, the first tool component (14) is assembled from a plurality of tool parts (21, 22), one of these tool parts (21, 22) having a end surface (16) which continues seamlessly in the same Has a level trapezoidal spotting surface (23) which contacts a second tool part (22) over its entire surface. Method according to Claim 8, characterized in that the first tool part (21) is brought into contact with the second tool part (22) in such a way that during injection molding the spotting surface (23) is the end of a thread turn of the internal thread (2) of the plastic part (1) forms. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the plastic part (1) from the first, multi-part tool component (14) ent - 15 - in that the first tool part (21) is spindled out and the second tool part (22) is removed from the plastic part (1) in the axial direction.
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