DE1908682A1

DE1908682A1 - Verfahren zum Herstellen von Schrauben od.dgl.aus Kunststoff

Info

Publication number: DE1908682A1
Application number: DE19691908682
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Matthias Oechsler and Sohn GmbH and Co
Current assignee: Matthias Oechsler and Sohn GmbH and Co
Priority date: 1969-02-21
Filing date: 1969-02-21
Publication date: 1970-09-03
Also published as: DE1908682C3; DE1908682B2

Description

Verfahren zum Herstellen von Schrauben o.dgl. aus Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Schrauben o.dgl. aus Kunststoff, insbesondere thermoplastischem Kunststoff.
Die übliche Praxis hierfür besteht darin, daß der verflüssigte Kunststoff in eine geschlossene Form gespritzt wird, aus welcher die Schraube o.dgl. nach dem Erhärten herausgenommen wird. Dieses Herausnehmen erfolgt durch Teilen der Form, was zeitaufwendig ist. Außerdem hat die geteil te Form den Nachteil, daß an den hergestellten Erzeugnis sen in der Regel ein Grat im Bereich der-Trennaht der Form vorhanden ist, der zumeist eine Nacharbeitung des c:'ewindes erfordert oder der, falls dies nicht geschieht, sehr störend ist.
Naturgemäß wird eine Form dieser Art auch sehr schnell verbraucht, was in erster Linie auf den Verschlaiß im Bereich der Trennaht 2urü'okzuführen ist. Schließli können Schrauben o.dgl. mit hoher GenaulgReit auf diese Weise nicht hergestellt werden, da bei dem Zusammensetzen der Form leicht Fehler vorkommen können.
Es ist ferner bekannt, ein Schraubengewinde dadurch herzustellen, daß der erwärmte Kunststoff in einem nach Art einer Schraubenmutter ausgebildeten ringförmigen Werkzeug gegen die Gewindegänge dieses Werkzeuges gedrückt wird.
Weiter ist es bekannt, längliche Gebilde, beispielsweise Stangen aus Polyamid-Kunststoffen herzustellen, die Füllmittel, Farbstoffe usw. enthalten können. Schließlich ist ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem Gewinde versehenen Bolzens aus glasfaserverstärktem Kunststoff bekannt geworden, bei dem die Glasfaserfäden oder Glasfaserstränge schraubenlinienförmig um dengehärteten Bolzen in mehreren Schichten gewickelt werden, Dieses Verfahren knüpft an die Erfahrung an, daß die £rüer in der Längsrichtung des Bolzens orientiertan Glasfasern beim Gewindeschleifen angeschnitten werden, so daß bei Belastung des Gewindes der darin enthaltene Kunststoff praktisch die ganze Beanspruchung aufnehmen muß.
An diesen Stand der Technik knüpft die Erfindung an, die grundsätzlich darin besteht, daß der zu verarbeitende Kunststoff, insbesondere Polyamid-Kunststoff, in eine ungeteilte offene Form eingespritzt, vor dem endgültigen erhärten im.
Bereich des Schraubenkopfes verdichtet und nach Wunsch profiliert wird, daß die Schraube alsdann'aus der Form entfernt und zur Erzielung optimaler Eigenschaften konditioniert und schließlich das Gewinde auf den Schraubenbolzen durch Kaltverformung eingepreßt wird.
Mit den vorbeschriebenen Verfahrensschritten lassen sich nicht nur die-Eigenschaften des Erzeugnisses außerordentlich verbessern, sondern es ist auf diesem ziege auch ein Serienverfahren mit großer Stückzahl zu verwirklichen.
Um das Verfahren gemäß der Erfindung in die Praxis umzusetzen, wird der ausgewählte Kunststoff, insbesondere ein Kunststoff auf Polyamidbasis, der mit Glasfasern in wirrer Anordnung verstärkt ist, zunächst geschmolzen und in die ungeteilte offene Form eingespritzt.
Nach dem zumindest teilweise erfolgten Aushärten des Materials, aber vor Erreichen des Endzustandes wird dann gemäß der Erfindung der Schraubenkopf durch Aufsetzen und Aufpressen eines profilierten Stempels mit dem gewünschten Profil ( Vierkant, Zylinderkopf, Halbrundkopf.usw. mit und ohnes Schlitz ) versehen und gleichzeitig verdichtet. Diese Verdichtung führt zu einer erheblichen Qualitätssteigerung der Schraube, insbesondere des Schraubenkopfes.
Nach endgültigem Erhärten des Materials wird der Schraubenbolzen konditioniert, was bei Verwendung von Polyamid-Kunststoffen vorzugsweise in Wasser erfolgt. Die Schraubenbolzen werden hierin bei Zimmertemperatur etwa 24 Stunden oder bei 80° etwa 2 Stunden aufbewahrt, um den für den Kunststoff notwendigen Feuchtigkeitsgehalt sicherzustellen.
Nach Beendigung des Konditionierens wird das Gewinde im Wege der Kaltverformung z.B. eingerollt, verzugsweise durch einen Gewinderollkopf.
Der Glasfaserbestandteil bei bei Polyamid-Kunststöff vorzugsweise 25-35 %. Die Glasfasern selbst beistzen vorzugsweise eine Stärke von 8 - 12 /m und eine Länge vn 3 -12 mm.
Durch die Erfindung wird ein schnell und zuverlässig ar--beitendes Serienverfahren mit qualitativ-hochwertigen hrzeugnissen ermöglicht und gewährleistet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 1 dargestellt. Es zeigt-die einzelnen Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Bei allen Verfahrens schritten ist die die Abmessungen der Schraube bestimmende Spritzform mit 1 bezeichnet, während mit 2 dasd eingespritzte Material, mit 3 die Spritzdüse, mit 4 der Profilierungs- und Verdichtungsstempel, mit 5 der Schraubenbolzen, mit 6 der Auswerfer, mit 7 das Wasserbad und mit 8 eine fertige Schraube bezeichnet ist.
In der Stufe I wird der Kunststoff in dosierter menge aus der Spritzdüse 3 in die ungeteilte offene Spritzform 1 eingespritzt. In der Stufe II ist da's e,-inges'pritzte material 2 zumindest teilweise erhärtet. Es wird in dieser Stufe durch den Preßstempel 4 mit dem gewünschten Kopf versehen und gleichzeitig verdichtet. Bei einem spezifischen Druck von etwa 2500 - 400 Kp/-cm2 bewirkt die Verdichtung eine Beseitigung der Vakuolen.
In der Stufe III wird der fertige und weitgehend erkaltete Schraubenbolzen, 5 beispielsweise durch-einen Auswerfer 6 herausgeworfen. Der Schraubenbolzen gelangt~nun-in der Stufe In in das Wasserbad 7 zum Konditionieren. Nach der notwendigen Lagerung erfolgt schließlich das Einrollen oder' Einpressen des Gewindes durch Kaltverformung. Es entsteht die Schraube 8, die aber nur ein Ausführungsbeispiel darstellt.
Das Einpressen des-Gewindes erfolgt bevorzugt durch einen Gewinderollkopf, der mit drei Rollkörpern ausgestattet ist.
Es ist auch ohne weiteres möglich, das Aufrollen zwischen zwei Rollbacken vorzunehmen.
Die durch das Verfahren gemäß der Erfindung erzelbare Qualitätsverbesserung ( Festigkeit ) geht aus der Fig.2 hervor, Die beiden in diesem Schaubild wiedergegebenen Kurven Kl und K2 beziehen sich auf eine Polyamidschraube M 6x50 einmal mit Glasfaser gefüllt (K1) und einmal eine Polyamidschraube der gleichen Abmessung ohne Glasfase (K2). Beide Schrauben werden mit dem gleichen Werkzeug und im gleichen Verfahren hergestellt. Die drei charakteristischen Punkte der Bruchspannungskurve werden ermittelt a) bei vollkommener Trockenheit- ( nac'h'24-stündiger"Lagerung im Umlufttrockenschrank' bei b) bei 6 Tagen Lagerung im normalen Klima (20°C --50 rel.
Luftfeuchte), c) nach 6 Tagen Wasserlagerung bei 20°C (destilliertes Wasser).
Aus dem Verlauf der beiden Kurven ist ersichtlich, daß bei unverstärktem Polyamid die Festigkeit mit zunehmender Wasseraufnahme fast auf 1/3, des Wertes bei Trocknung zurück geht. In gleicher Weise nimmt die Bruchdehnung zu.
Bei verstärktem Polyamid dagegen. -(Kurve K1) bleiben die Werte praktisch erhalten.
Die Erfindung soll- sich auch auf eine Abänderung- des Verfahrens erstrecken, indem von einem Rohling ausgegangen wird', der durch Abtrennen von einem extrudierten Strang aus glasfaserverstärktem Kunststoff gewonnen wird. Dieser Rohling wird alsdann der weiteren gemäß der Erfindung vorgese-henen'Beh'andlung unterworfen, also vor dem endgültigen Erhärten verdichtet und profiliert, anschließend konditioniert und mit dem gewünschten Gewinde im Wege der Kaltverformung versehen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum herstellen von Schrauben o. dgl. aus Kunststoff, insbesondere thermoplastischem Kunststoff mit Glasfaserverstärkung gekennzeichnet durch zu fo folgende Verfahrensschritte : a) der verflüssigte Kunststoff wird in eine ungeteilte of-fene Form eingespritzt; b) der nach a) hergestellte Schraubenbolzen wird vor demendgültigen Erhärten im Bereich des Schraubenkopfes mit Hilfe eines Preßstempels o.dgl. verdichtet und nach Wunsch profiliert, c) der nach b) vorgefertigte Schraubenbolzen wird nach vollständigem Erhärten aus der Form herausgeworfen d) der Schraubenbolzen wird nunmehr zur Erzielung optimaler Eigenschaften konditioniert er auf den Schraubenbolzen wird das Gewinde durch Kaltverformung angebracht.

2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Verfahrensschrittes nach a) von einem Rohling ausgegangen wird, der durch Abtrennen von einem extrudierten Strang aus glasfaserverstärktern Kunst stoff gewonnen wird.

30 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunststoff aus Polyamidbasis verwendet wird, der durch Wirrfasern aus glas verstärkt ist0,

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirrfaserbestandteil etwa 25 - 35 0 beträgt und die Glasfasern eine Stärke von 8 - 12» und eine Länge von 3 - 12 mm aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 und den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditionierung in Wasser erfolgt.

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