DE19624907A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffgehäuseoberteils mit Bedienelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.

Mit dem Ausdruck "Bedienelement" ist beispielsweise ein Drehknopf, Drucktaster oder dergl. von elektrischen Bautei­ len, wie etwa zur Einstellung von Zeitfunktionen und -berei­ chen, oder ähnlichen Bauteilen bezeichnet. Es sind Kunst­ stoffgehäuse bekannt, die aus Oberteil und Unterteil zusam­ mengesetzt sind und in deren Oberteil ein oder mehrere Be­ dienelemente der genannten Art montiert sind. Bisher ist die Fertigung des Gehäuseoberteils und des ebenfalls aus Kunst­ stoff hergestellten Bedienelements in der Weise erfolgt, daß getrennte Spritzguß-Formwerkzeuge für das Gehäuseoberteil und für jedes Bedienelement hergestellt und für den Spritzguß der verschiedenen Teile verwendet werden mußten. Außerdem war für die Montage der Bedienelemente in das Gehäuseoberteil eine besondere Montagevorrichtung erforderlich. Dadurch ergeben sich bei dem Verfahren zur Herstellung der bekannten Gehäuseoberteile mit Bedienelement so hohe Herstellungszeiten bzw. -kosten, daß die Produktivität, je nach Anzahl der erforderlichen Bedienelemente, unter Umständen extrem niedrig wurde.

Durch die Erfindung soll ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so verbessert werden, daß die Herstellung einschließlich der Montage von Gehäuseoberteilen mit Bedienelement(en) wesentlich vereinfacht und verbilligt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie bezüglich der Vorrichtung durch die Merkma­ le des Anspruchs 4 gelöst.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht eines bekannten Kunststoff-Gehäuses mit in den Gehäuseoberteil eingebautem Bedienelement;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Vertikalschnitt eines erfindungsgemäß verwendeten Spritzguß-Formwerkzeugs und

Fig. 3 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsge­ mäßen Gehäuseoberteils mit erfindungsgemäß montier­ tem Bedienelement.

Ein bekanntes Kunststoffgehäuse mit Gehäuseoberteil 10 und Gehäuseunterteil 12, die längs einer Trennfuge 14 aneinander­ gesetzt sind, ist in Fig. 1 dargestellt. Ein getrennt vom Gehäuseoberteil 10 hergestelltes Bedienelement 16 ist bei der dargestellten Ausführungsform als Drehknopf zur Verstellung eines im Gehäuseunterteil 12 montierten Drehpotentiometers 18 ausgebildet. Es ist nach getrennter Fertigstellung des Gehäu­ seoberteils 10 und des Bedienelements 16 in eine in der Mitte der Oberseite desselben angeordnete Bohrung 20 mittels vor­ stehender Knöpfe 22 derart eingeschnappt, daß der mittels eines Schraubendrehers oder dergleichen drehbare verbreiterte Kopf 24 des Drehknopfes 16 an der Außenseite des Gehäuseober­ teils 10 anliegt. Ein Steg 26 am unteren Ende des Drehknopfes 16 greift in einen entsprechenden Schlitz 28 am oberen Ende des Drehpotentiometers 18 ein, so daß bei Drehung des Dreh­ knopfes 16 das Potentiometer verstellt wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Spritzguß-Formwerk­ zeug verwendet, von welchem ein die erfindungswesentlichen Teile umfassender Ausschnitt in Fig. 2 dargestellt ist. Das Spritzguß-Formwerkzeug weist einen einspritzseitigen Werk­ zeugoberteil 30 und einen auswerferseitigen Werkzeugunter­ teil 32 auf, die längs einer Trennfuge 34 aneinanderliegen. Die Entformungsrichtung des Werkzeugs ist durch den Doppel­ pfeil 36 gekennzeichnet. Das Formwerkzeug 30, 32 enthält ein erstes Formnest 38 zur Erzeugung des in Fig. 3 dargestellten Gehäuseoberteils 40 und ein zweites Formnest 42 für die Erzeugung des in Fig. 3 gezeigten, ebenfalls als Drehknopf 44 für ein in Fig. 3 nicht gezeigtes, in gleicher Weise wie in Fig. 1 ausgebildetes Drehpotentiometer 18. Dabei ist zu beach­ ten, daß beim Spritzguß von Gehäuseoberteil 40 und Drehknopf 44 der letztere sich, wie aus Fig. 2 ersichtlich, in einer gegen das erste Formnest 38 vertikal versetzten rage befindet und erst durch einen weiter unten zu schildernden Vorgangs in die um die Höhe h versetzte rage gemäß Fig. 3 gelangt. Während der Primäranguß des Formwerkzeugs 30, 32 in Fig. 2 nicht darge­ stellt ist, stehen das erste Formnest 38 und das zweite Formnest 42 über einen Sekundärangußkanal 46 in Verbindung. Dadurch wird beim Spritzvorgang im Werkzeug 30, 32 ein zusam­ menhängendes Formteil 40, 44, 47 erzeugt. Der Sekundärangußka­ nal 46 ist so geformt, daß der durch ihn geformte Sekundär­ anguß 47 an seinem dicken Ende 48 mit dem Gehäuseoberteil 40 verbunden bleibt, während das dünne Ende 50 des Sekundär­ angusses 47 beim späteren vertikalen Verschieben des Dreh­ knopfes 44 von diesem abreißt. Da sich der Angußkanal 46 im wesentlichen in Entformungsrichtung 36 erstreckt und sich nach unten verjüngt, läßt er sich zusammen mit dem Gehäuse­ oberteil 40 entformen und bleibt mit diesem verbunden. Dies ist wichtig, da der Angußkanal 46 sonst durch den abgebroche­ nen Anguß 40 verstopft werden würde.

Die obere Begrenzung 52 des Formnestes 42 für den Drehknopf 44 wird durch einen mit dem Werkzeugoberteil 30 fest verbun­ denen Formeinsatz 54 gebildet. Im übrigen entspricht der Formeinsatz 54 der Form des oberen Teils des Formnestes 42, so daß der im Formnest 42 gespritzte Drehknopf 44 nach dem Öffnen des Werkzeugs 30, 32 in die in Fig. 3 gezeigte Lage verschoben werden kann, in der sich der obere Abschnitt des Drehknopfes 44 in die durch den Formeinsatz 54 gebildete Aufnahmebohrung 56 des Gehäuseoberteils 40 einfügt.

Die maßliche Abstimmung des Bohrungsdurchmessers d_B mit dem Durchmesser d_K des Kopfes 58 des Drehknopfes 44 ist so gewählt, daß d_B stets um 0,05 mm größer ist als d_K. Durch diese Spielpassung ist das Bedienelement in Form des Drehknopfes 44 im eingerasteten Zustand gemäß Fig. 3 im Gehäuseoberteil 40 drehbar gelagert. Durch die Größe des Spieles kann die Friktion zwischen dem Gehäuseoberteil 40 und dem Drehknopf 44 jeweils gewählt werden.

Die Unterseite 60 des Drehknopfes 44 mit einem Steg 62 wird durch einen im Werkzeugunterteil 32 in Richtung des Pfeils 64 um die Höhe h verschiebbar gelagerten Formeinsatz 66 gebildet. Am Umfang 68 des Kopfes 58 des Drehknopfes 44 ist eine Rille 70 ausgeformt, und entsprechend weist die Aufnah­ mebohrung 68 einen in die Rille 70 passenden Schnappring 72 auf, wodurch der Drehknopf 44 in der in Fig. 3 dargestellten Lage drehbar, jedoch unverlierbar im Gehäuseoberteil 40 gelagert ist. Der innerhalb der Aufnahmebohrung 68 vorgesehe­ ne Schnappring 72 und die am Kopf 58 vorgesehene Rille 70 bilden im Formwerkzeug 30, 32 eine leichte Hinterschneidung. Aufgrund ihrer nur sehr geringen Höhe in der Größenordnung von etwa 0,1 bis 0,2 mm ist jedoch eine Entformung noch ohne Beschädigung möglich.

Zur eventuellen Anformung einer Nase 74 am Drehknopf 44 ist ein Ausbruch 76 im Werkzeugoberteil 30 erforderlich, der durch einen stegartigen Ansatz 78 des Formeinsatzes 54 be­ grenzt wird. In gleicher Weise kann durch einen Formausbruch 80 an der Innenseite 82 des Gehäuseoberteils 40 ein von dieser Innenseite 82 im Drehbereich der Nase 74 nach unten stehender Anschlag 84 gebildet werden. Im Zusammenwirken von Nase 74 und Anschlag 84 kann dem Drehknopf 44 ein beliebiger Drehwinkel zugeordnet werden.

Die Herstellung der in Fig. 3 gezeigten Kombination von Gehäu­ seoberteil 40 und als Drehknopf 44 ausgebildetem Bedienele­ ment wird in der folgenden Weise durchgeführt: Durch Ein­ spritzen von Kunststoff in das Formnest 38 für den Gehäuse­ oberteil und über den Sekundärangußkanal 46 in das Formnest 42 für den Drehknopf 44 wird ein einheitliches Formteil 40, 44, 47 ausgebildet. Anschließend wird das Werkzeug 30, 32 längs der Trennfuge - 34 geöffnet und somit das aus Gehäuse­ oberteil 40, Sekundäranguß 47 und Drehknopf 44 bestehende Formteil einspritzseitig freigelegt. Anschließend wird der in Richtung des Pfeils 64 nach oben antreibbare Formeinsatz 66 nach oben gedrückt und schiebt dadurch den Drehknopf 44 im Formhohlraum 56 nach oben, bis der Schnappring 72 in die Rille 70 am Kopf des Drehknopfes 44 elastisch einschnappt. Bei dieser Aufwärtsbewegung des Drehknopfes 44 reißt zuerst das dünne Ende 50 des noch im Sekundärangußkanal 46 befindli­ chen Sekundärangusses 47 vom Kopf 58 ab, so daß sich der Drehknopf 44 unter Überwindung des elastischen Einschnappwi­ derstandes in die Lage gemäß Fig. 3 nach oben bewegen kann. Dadurch ist der Kopf 58 drehbar, jedoch durch Formschluß axial fest im Gehäuseoberteil 40 gelagert. Zuletzt werden zwei im Werkzeugunterteil 32 gelagerte Auswerferstifte 86 und 88 nach oben ausgefahren und dadurch die gesamte in Fig. 3 dargestellte Anordnung aus Gehäuseoberteil 40 und Bedienele­ ment in Form des Drehknopfes 44 einschließlich des Sekundär­ angusses 47 entformt. In einer bestimmten Drehstellung des Drehknopfes 44 kommt die Nase 74 am Anschlag 84 des Gehäuse­ oberteils 40 zum Anschlag, so daß beliebige Drehstellungen des Drehknopfes 44 eingestellt werden können.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseoberteils mit wenigstens einem Bedienelement, die beide aus Kunststoff bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseober­ teil und das Bedienelement in einer bezüglich der end­ gültigen, ineinander verrasteten Lage gegenseitig ver­ setzten Lage als gemeinsames, zusammenwirkende Verrast­ organe aufweisendes Spritzgußformteil hergestellt und anschließend nach Zerreißung eines Verbindungssteges durch Verschieben des Bedienelements bezüglich des Gehäuseoberteils die Verrastorgane elastisch ineinander­ geschnappt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein für den Spritzguß des Formteils verwendetes Form­ werkzeug nach dem Spritzguß geöffnet und das Formteil einspritzseitig freigelegt wird, und daß anschließend ein auswerferseitig im Formwerkzeug beweglich gelagerter Formeinsatz zum Einschnappen des Bedienelements in das Gehäuseoberteil betätigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zwei oder mehrere Bedienelemente mit dem Gehäu­ seoberteil als gemeinsamer, jeweils zusammenwirkende Verrastorgane aufweisender Spritzgußformteil hergestellt werden und anschließend nach Zerreißung von Verbindungs­ stegen das Gehäuseoberteil und die Bedienelemente elas­ tisch ineinandergeschnappt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem aus Werkzeugober­ teil und Werkzeugunterteil bestehenden Spritzguß-Form­ werkzeug und mit einem ersten Formnest für das Gehäuse­ oberteil, wobei das Werkzeugoberteil die Einspritzseite und das Werkzeugunterteil die Auswerferseite des Werk­ zeugs bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (30, 32) mindestens ein zweites Formnest (42) für ein Bedienelement (44) enthält, wobei das erste Formnest (38) mit dem zweiten Formnest (42) durch einen Sekundär­ angußkanal (46) verbunden ist und wobei der durch den Sekundärangußkanal (46) gebildete Sekundäranguß (47) so geformt ist, daß er beim Entformen des gespritzten Formteils (40, 44, 47) aus dem Formwerkzeug (30, 32) nicht vom Gehäuseoberteil (40) abreißt, und daß im Werkzeugun­ terteil (32) ein in Auswerferrichtung (64) verschiebba­ rer Formeinsatz (66) zum Verschieben des Bedienelements (44) antreibbar gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum zweiten Formnest (42) ein oder mehrere weitere Formnester für weitere Bedienelemente jeweils durch Sekundärangußkanäle mit dem ersten Formnest (38) verbunden sind und daß für jedes Bedienelement ein in Auswerferrichtung (64) verschiebbarer Formeinsatz an­ treibbar im Werkzeugunterteil (32) gelagert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß im Werkzeugunterteil (32) Ausbrüche (76, 80) zur Ausbildung einer mit dem Bedienelement (44) verbundenen Nase (74) bzw. eines mit dem Gehäuseoberteil (40) ver­ bundenen Anschlages (84) vorgesehen sind.