DE3781496T2

DE3781496T2 - Giessverfahren zur herstellung eines giesslings aus kunststoff.

Info

Publication number: DE3781496T2
Application number: DE8787304921T
Authority: DE
Inventors: Eiji Imae; Yasuno Imura
Original assignee: SUEHIRO SANGYO KK
Current assignee: SUEHIRO SANGYO KK
Priority date: 1986-10-08
Filing date: 1987-06-03
Publication date: 1993-04-08
Anticipated expiration: 2007-06-04
Also published as: EP0263575A2; DE3781496D1; EP0263575B1; EP0263575A3; JPH0611507B2; JPS6392428A; US5011728A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Gießverfahren zum Herstellen von Kunstharzgießlingen, wie beschrieben in dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs, und genauer eines Kunstharzgießlings mit beweglichen Erhebungen, der für Anwendungen, wie beispielsweise eine Fernsteuereinheit o. dgl. Steuerelement für ein Fernsehgerät oder einen Videorecorder oder für ein Tastenfeld eines tragbaren elektronischen Rechners geeignet ist.
Solche Steuerelemente oder Tastenfelder weisen eine Anzahl von Druckknöpfen auf und sind im wesentlichen so ausgelegt, daß die Druckknöpfe in entsprechenden Öffnungen in einer Grundplatte geführt sind und gegen die Kraft innen angeordneter Federn niedergedrückt werden können. Solch eine Anordnung erfordert jedoch eine große Anzahl Teile, was häufig zu hohen Herstellungskosten führt.
In Anbetracht dieses Problems haben einige Anwender Gießlinge eingesetzt, bei denen eine Grundplatte und ein Druckknopf integral ausgebildet sind. Gießlinge dieses Typs verwenden Gummi als Gießmaterial dafür, und eine oder mehrere dickere Erhebungen in Druckknopf form werden unter Zwischenfügung von sich von den äußeren Rändern der Erhebungen fortsetzenden Dünnwandabschnitten integral mit der Grundplatte ausgebildet, so daß die Erhebungen flexibel in der Grundplatte beweglich sind.
Zwar haben solche Gummigießlinge wenige Teile, auf der anderen Seite machen sie eine Vulkanisierung erforderlich, weshalb der Gießvorgang eine erhebliche Zeit benötigt, was geringere Produktivität bedeutet. Als ein Versuch zur Lösung dieses Problems ist vorgeschlagen worden, ein Kunstharz zu verwenden, das keine Vulkanisation erfordert und das eine Vereinfachung des Gießens ermöglicht, und beispielsweise unter Verwendung eines herkömmlichen Gießwerkzeugs mit Seitenanguß einstückiges Gießen auszuführen. Dies war jedoch nicht erfolgreich, da wegen ungünstiger Wärmeverhältnisse zwischen dicken Erhebungen und dünnen Wandabschnitten eine hohe Wahrscheinlichkeit für die Ausbildung von Preßnähten und Einsackstellen besteht.
In der FR 2 602 909 ist die Verwendung von Gießlingen aus thermoplastischen Elastomeren als eine Alternative zu vulkanisiertem Gummi vorgeschlagen, jedoch ist der Gießprozeß komplex und erfordert, daß die verschiedenen Abschnitte des Gießlings in getrennten Stufen gegossen werden. Doch auch dies stellt nicht notwendigerweise sicher, daß die oben genannten Fehler vermieden werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gießverfahren anzugeben, das eine effiziente Produktion integraler Gießlinge mit beweglichen Erhebungen ermöglicht, die als Druckknöpfe dienen, und zwar unter Verringerung des Risikos der Erzeugung von Preßnähten und Einsackstellen.
Erfindungsgemäß wird ein Gießverfahren zur Herstellung eines Gießlings aus einem thermoplastischen Elastomer geschaffen, der eine oder mehrere flexible bewegbare, druckknopfförmige dickere Erhebungen aufweist, die zusammen mit einer Grundplatte unter Zwischenfügung von dünneren Wandteilen einstückig gegossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß sich die dünneren Wandteile von den äußeren Rändern der Erhebungen aus fortsetzen und das Gießmaterial in eine Gußform für den Gießling durch mindestens eine nahe des Zentrums eines jeweils jeder der Erhebungen entsprechenden Bereichs der Gußform angeordnete Öffnung eingeführt wird, um die dickeren Erhebungen, die dünneren Wandteile und die Grundplatte miteinander einstückig zu gießen.
Da erfindungsgemäß als Gießmaterial ein thermoplastisches Elastomer verwendet wird, das keine Vulkanisation erfordert, braucht der Gießvorgang keine lange Zeit, und es ist möglich, die Kunstharz-Gießlinge mit einem hocheffizienten Gießverfahren, wie etwa dem Spritzgießen herzustellen. Die Tatsache, daß jeder Einguß benachbart dem Zentrum einer entsprechenden dickeren Erhebung angeordnet ist, erlaubt es ferner, daß in dem Erhebungsinneren weniger heiße Masse des direkt nach dem Beginn des Gießvorgangs eingeführten Gießmaterials enthalten ist, und erlaubt eine gleichmäßige Verteilung der danach eingeführten Masse des Gießmaterials mit hohen Temperaturen und höherer Fließfähigkeit von dem Bereich des Zentraleingusses und gegen den äußeren Randbereich, wodurch ein ausreichender Gießmaterialfluß von dem Dünnwandbereich zu der Grundplatte möglich ist. Ferner kann der Trennfugenbereich der Gußform sowohl durch die dünneren Wandabschnitte als auch durch die Grundplatte von den Eingüssen beabstandet werden, so daß er von den einzelnen Eingüssen entfernt ist; daher wird der Trennfugenbereich wohl keinem hohen Gießdruck und keiner Preßnahtbildung ausgesetzt.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den Merkmalen der abhängigen Ansprüche niedergelegt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, von denen
Fig. 1 eine Schnittansicht, die als Beispiel eine Spritzgußform zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt;
Fig. 2 eine Vorderansicht, die als Beispiel einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kunstharzgießling zeigt;
Fig. 3 eine Rückansicht des Gießlings nach Fig. 2 und
Fig. 4 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht des Gießlings darstellen.
In der Gußform nach Fig. 1 ist eine Ausnehmung von einem beweglichen Teil 1 und einem feststehenden Teil 2 definiert. Mit 3a, 3b, 3c sind jeweils dickeren Erhebungen, dünneren Wandabschnitten bzw. einer Grundplatte des zu gießenden Teils entsprechende Ausnehmungsabschnitte bezeichnet. Die Bezugszahl 3d bezeichnet eine Trennfuge zwischen den Teilen 1 und 2 der Gußform. Jede Bezugszahl 4 bezeichnet einen in dem Zentrum eines entsprechenden Ausnehmungsabschnittes 3a angeordneten Anguß. Jeder Anguß 4 führt über einen Angußverteiler 5 und einen Gesamtanguß (nicht gezeigt) zu einer Versorgungsquelle für ein Gießmaterial. Als Gießmaterial wird ein thermoplastisches Elastomer verwendet. Das Gießen erfolgt in derselben Weise wie herkömmliches Spritzgießen. Die Gießbedingungen, wie etwa Temperatur und Druck können entsprechend dem Typ des verwendeten thermoplastischen Elastomers und der Gestaltung sowie der Größe des herzustellenden Kunstharzgießlings geeignet gewählt werden.
Die Fig. 2 und 3 zeigen als Beispiel einen Gießling 10, bei dem druckknopfförmige dickere Erhebungen 11 zusammen mit einer Grundplatte 13 unter Zwischenfügung von dünneren, sich von deren äußeren Rändern fortsetzenden Wandteilen 12 einstückig ausgebildet sind. Alle Erhebungen 11 haben dieselbe Höhe und sind in derselben Ebene angeordnet. Die Bezugszahl 14 bezeichnet zentral an der Unterseite jeder Erhebung 11 liegende Angußmarkierungen. Jeder dünnere Wandabschnitt 12 ist flexibel und leicht geneigt, so daß durch Fingerdruck oben auf eine Erhebung 11 eine bestimmte begrenzte Kraft erzeugt wird, die den dünneren Wandabschnitt 12 scharf verformt, um ein Niederdrücken der Erhebung 11 zu erlauben. Das bedeutet, daß die dünneren Wandabschnitte 12 sich nach innen und nach außen biegen können und daß dementsprechend die Erhebungen flexibel auf und abbeweglich sind. Durch Anordnen elektrischer Kontakte an den jeweiligen Unterseiten der Erhebungen 11 ist es dadurch möglich, eine Druckknopfeinheit zu erhalten, die einfach zu betätigen ist.
Ein typisches Beispiel eines zum Gießen geeigneten thermoplastischen Elastomers ist ein thermoplastisches Polyesterelastomer, das von E.I. DuPont de Nemours & Co. oder DU PONT-TORAY CO. LTD. hergestellt wird und das kommerziell unter dem Handelsnamen "HYTREL" verkauft wird. Vorteilhafterweise kann insbesondere eine Auswahl mit einer Shore-Härte von 40D, vorzugsweise 35D verwendet werden. Ferner ist herausgefunden worden, daß andere kristalline thermoplastische Elastomere, wie etwa Polyurethanelastomer, Polyamidelastomer und Polyolefin mit geringer Shore-Härte mit ähnlich guten Ergebnissen verwendet werden können.
Für Anwendungen, wie etwa ein Endsteuerelement für eine Fernsteuereinheit oder ein Tastenfeld für einen tragbaren elektronischen Rechner, können die Gießlinge im Hinblick auf die Anzahl der Erhebungen, ihre Größe und ihre Anordnung entsprechend den relevanten Spezifikationen geeignet ausgelegt werden. Diese Faktoren haben geringen Einfluß auf das Gießergebnis und können entsprechend den Spezifikationen flexibel gehandhabt werden. Auf der anderen Seite haben jedoch die Dicke einer jeden Erhebung 11 und eines jeden Wandabschnitts 12 beträchtlichen Einfluß auf den Fluß des Gießmaterials. Daher sollten für solche Dickefaktoren geeignete Werte gewählt werden. Es ist herausgefunden worden daß, wie Fig. 4 zeigt, bei einer Dicke t&sub1; einer Erhebung 11 von 3 bis 4 mm und einer Dicke t&sub2; eines dünneren Wandabschnitts 12 von 0,1 bis 0,2 mm (vorzugszweise 0,11 bis 0,15 mm) zufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden. Um sanfte und flexible Handhabungseigenschaften zu erhalten, sollten die dünnen Wandabschnitte 12 im Hinblick auf Neigung und Höhe geeignet ausgelegt sein. Lagen die Neigung R und die Höhe h in der Größenordnung von 40 bis 600 bzw. 1,5 bis 2 mm, konnten zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist jeder Anguß 4 in dem Zentrum einer entsprechenden Ausnehmung 3a vorgesehen. Alternativ kann der Anguß exzentrisch angeordnet sein, sofern solch eine Anordnung die Vorteile der Erfindung nicht zunichte macht. Ferner ist bei dem obigen Ausführungsbeispiel jeweils ein Anguß 4 für jede Erhebung 11 vorgesehen; ist die Erhebung 11 jedoch groß, kann die Anzahl der Angüsse anforderungsgemäß erhöht werden.
Nach der Erfindung hergestellte Gießlinge können für ,eine große Anzahl verschiedener Anwendungen ausgelegt sein, wie etwa beispielsweise Steuerelemente für Fernsteuerungen von Fernsehgeräten oder Videorecordern oder für Tastenfelder tragbarer elektronischer Rechner.

Claims

1. Gießverfahren zur Herstellung eines Gießlings aus einem thermoplastischem Elastomer, der eine oder mehrere flexibel bewegbare, druckknopfförmige dickere Erhebungen aufweist, die zusammen mit einer Grundplatte unter Zwischenfügung von dünneren Wandteilen einstückig gegossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß sich die dünneren Wandteile von den äußeren Rändern der Erhebungen aus fortsetzen und das Gießmaterial in eine Gußform für den Gießling durch mindestens eine nahe des Zentrums eines jeweils jeder der Erhebungen entsprechenden Bereichs der Gußform angeordnete Öffnung eingeführt wird, um die dickeren Erhebungen, die dünneren Wandteile und die Grundplatte miteinander einstückig zu gießen.

2. Gießverfahren nach Anspruch 1, bei dem der Gießling zwei oder mehrere in derselben Ebene angeordnete Erhebungen derselben Höhe hat.

3. Gießverfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das als Gießmaterial verwendete thermoplastische Elastomer ein thermoplastisches Polyesterelastomer ist.

4. Gießverfahren nach Anspruch 3, bei dem das als Gießmaterial verwendete thermoplastische Elastomer eine Shorehärte von weniger als 40D hat.

5. Gießverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Erhebungen, die Wandteile und die Grundplatte derart angeordnet sind, daß sie ein Schnappverhalten zeigen, wenn Druck auf eine der einzelnen Erhebungen ausgeübt wird.

6. Gießverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Erhebungen 3-4 mm dick sind.

7. Gießverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die dünneren Wandteile 0,1-0,2 mm dick sind.

8. Gießverfahren nach Anspruch 7, bei dem die dünneren Wandteile eine Neigung von 40-60 und eine Höhe von 1,5-2 mm haben.