Verfahren zur Herstellung von Matrizen. <B>-</B> Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zur Herstellung von Du- plikatmatrizen zur Verwendung bei der Her stellung von Spritzgussprodukten.
Erfindungsgemäss wird zuerst von einer Originalmatrize eine Modellmatrize 'herge stellt, und dieses Modell wird zur Herstel lung einer Matrize aus Meiallpulver mit einer der Oberfläche der Originalmatrize entspre chenden Oberfläche verwendet, worauf die aus Metallpulver bestehende Matrize gesin tert und gehärtet wird.
An Hand der Figuren der beiliegenden Zeichnung wird nun ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Fig. <B>1</B> ist ein schematischer Schnitt durch ein Matrizenpaar, das für die Herstellung von Gliedern oder Klammern für Reissver schlüsse Verwendung findet.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt ein Glied an einem erweiterten Rand eines Bandes zusammen mit einem nach Fig. <B>1</B> geformten Gussstüek. Fig. <B>3</B> ist eine Vorderansicht eines in Fig. <B>1</B> dargestellt-en Teils.
Fig. 4 istein Schnitt nach Linie 4--4 in Fig. <B>3.</B>
Fig. <B>5</B> ist ein Schnitt nach Linie<B>5-5</B> in Fig. <B>3.</B>
Fig. <B>6</B> ist ein schematischer Schnitt, der die Zusammenstellung einer Spritzgussform zeigt.
Fig. <B>7</B> ist ein Teilschnitt durch eine in der Form gemäss Fig. <B>6</B> hergestellte Modell matrize.
Fig. <B>8</B> ist eine selleinatiselie Ansicht und zeigt die Herstellung einer Duplikatmatrize mittels der in der Form von Fig. <B>7</B> herge- _-#-#Ilten Modellmatrize auf metallkerami schem Weg.
Fig. <B>9</B> ist ein Schnitt und zeigt die Me- tallpulver-Duplikatmatrize mit der zugehöri gen Modellmatrize.
Fig. <B>10</B> zeigt die fertige Duplikatmatrize aus Meiallpulver nach dem Sintern.
In der nun folgenden Beschreibung einer Ausführungsmöglichkeit der Erfindung wer- den Matrizen erwähnt, wie sie zur Herstel lung von Spritzgussgliedern oder<U>-klammern</U> verwendet werden, so wie sie bei<B>11</B> in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt sind, auf einer Kante 12 eines Bandes<B>13</B> liegend. Diese Ar tikel sind unter dem Namen Reissverschlüsse bekannt. Die Glieder oder Klammern<B>11</B> sind in Abständen der erweiterten Kante 12 ent lang angeordnet, und die Anzahl Klammern bestimmt die Breite der Streifen.
Die Glieder oder Klammern in der dar gestellten Konstruktion werden doppeltwir- kende Glieder oder Klammern genannt-, das heisst die Seiten 14 und <B>15</B> haben die gleiche Form und sind mit positiven Kupplungstei len<B>16</B> und negativen Kupplungsteilen<B>17</B> versehen sowie mit vorstehenden Knöpfen<B>18</B> in den Vertiefungen<B>17</B> liegend, die geeignet sind, in die Öffnungen oder Vertiefungen IA der Teile<B>16</B> einzugreifen.
Es ist an dieser Stelle am Platze, darauf hinzuweisen, dass <B>'</B> bei der Herstellung eines Gliedes, bei dem beide Seiten gleich sind, die beiden Hälften der Spritzgussform ebenfalls gleich sind. Immerhin gibt es viele Artikel, welche an den gegenüberliegenden Seiten verschiedene Formen haben und deshalb ver schiedene Formteile benötigen, das heisst die Vertiefungen oder Hohlräume des einen Formteils sind anders als beim andern Form teil. Zum Beispiel trifft dies zu für den Fall, wo die Glieder oder Klammern bloss auf der einen Seite einen positiven Kupplungsteil und auf der andern Seite einen negativen Kupplungsteil haben. Hier ist ein linker und ein rechter Formteil erforderlich.
Trotzdem gemäss dem vorliegenden Ver fahren beide Hälften einer kompletten Ma trize hergestellt werden sollen, so genügt es dennoch, die Herstellung von nur einer Ma- trizenhälfte zu behandeln.
In den Fig. <B>1</B> und<B>3</B> bis<B>5</B> sind die Ma trizen zur Herstellung der Glieder oder Klammern<B>11</B> dargestellt. In Fig. <B>1</B> sind zwei gleiche Matrizenteile mit 20 bezeichnet, wel- ehe -ein Gussglied <B>11</B> umgeben, das in den Hohlräumen dieser Matrizen erzeugt wurde. Das Giessmaterial gelangt von der Spritzdüse <B>23</B> her durch den Einlauf 22 in die Hohl räume. Bei 24 liegt eine Kernspindel in der Trennlinie der Matrizenteile 20, welche die Öffnung<B>19</B> im fertigen Glied oder Klammer erzeugt.
Beim Betrachten der Fig. <B>3</B> sieht man, dass die Oberfläche der Matrize 20 Vertiefun gen 25 hat, die sieh bis zum Hohlraum 21 erstrecken und zur Aufnahme des Kernes<B>19</B> dienen. Diese Oberfläche hat noch weitere Vertiefungen<B>26</B> zur Aufnahme des verbrei terten Randes<B>12</B> des Bandes<B>13.</B> Um den Hohlraum sowie um die Vertiefungen 25 und <B>26</B> herum sind erhöhte Ränder<B>27, 28</B> vor handen, welche die Berührungsfläclien zwi schen den beiden Matrizenteilen <B>20</B> darstel len, sowie eine gute Verbindung mit dem Band<B>13</B> ergeben. Die Ränder bei<B>28</B> sind etwas niedriger gehalten, um genügend Spiel für die Bandbreite herzustellen.
Diese Aus führungsweise hat den Vorteil, dass keine Gussnähte entstehen, was sehr erwünscht ist, wenn die Gussstücke direkt auf einem Mon tageband hergestellt werden.
Aus der Fig. <B>3</B> geht ebenfalls hervor, dass Vertiefungen<B>29</B> vorhanden sind, welche am fertigen Gussstück die Knöpfe<B>18</B> bilden. Die Flächen<B>30</B> sind auf den Matrizenteilen so zurückgefräst, dass nur noch die relativ dün nen Rahmenteile<B>27</B> und<B>28</B> stehen bleiben. Die erforderlichen Einfräsungen zur Herstel lung der Flächen<B>30</B> erschweren die Herstel lung solcher Matrizen ausserordentlich, spe ziell dann, wenn diese sehr klein sind.
Nachdem nun eine sogenannte Original matrize hergestellt wurde und damit Spritz- gussteile <B>11</B> hergestellt worden sind, welche allen Ansprüchen gerecht werden, können von diesen Originalmatrizen auch Duplikate hergestellt werden, auf eine Weise, wie es im folgenden ausführlich beschrieben ist.
Zwecks Herstellung der Form, in der di#4 Modellmatrize hergestellt wird, wird ein Ma- trizenteil 20 fest in einem Rahmen<B>31</B> mon tiert. Es versteht sich, dass die Vertiefung oder der Hohlraum 21 der Matrize 20 einen Teil der Form bildet. Der andere Teil<B>32</B> der Form wird durch einen rohrförmigen Kör- per, in welchem sieh ein Kolben 34 befindet, gebildet.
Die Trennfuge der beiden Formen ist bei <B>35</B> angedeutet und darauf befindet sich der Einlauf<B>36,</B> durch welchen mittels der teil weise daruestellten Düse<B>37</B> Giessmaterial eingespritzt wird, das dann ein resultierendes Spritzgussstück <B>38</B> ergibt, das ein Negativ des Teils 20 darstellt und als Schablone oder Modellmatrize bezeichnet wird. Zur Herstel lung solcher Spritzgussteile können verschie dene Materialien verwendet werden, Zink legierungen 'können verwendet werden, oder wenn noch grössere Widerstandsfähigkeit verlangt wird, so kann auch Silizium-Bronze verwendet werden.
Die Herstellung der Duplikatmatrize mit tels der-Modellmatrize kann auf verschiedene Weise erfolgen.
Ein Arbeitsvorgang besteht darin, dass das Modell<B>38</B> auf einem Kolben<B>39</B> ange- sehweisst oder sonstwie befestigt wird, der sich in einem Zylinder oder Gehäuse 40 be wegen kann und dessen Umriss demj*enigen des Modells entspricht. Das Gehäuse 40 bil det einen Teil der Form, in welcher die Ma trize aus Metallpulver geformt wird. Bei 42 ist ein Ausstosskolben vorhanden, der eben falls einen Teil einer Form bildet, die zur Herstellung der Matrize 41 aus Metallpulver dient.
Der Arbeitsvorgang ist dabei der fol gende: Wenn der Kolben<B>39</B> mit dem Modell<B>38</B> in gehobener Stellung ist, wird eine abgemes sene Menge Meiallpulver in die durch die Wandungen des Gehäuses 40 und den Aus- stossholben 42 gebildete Kammer eingefüllt; dann wird der Kolben<B>39</B> zusammen mit dem Modell<B>38</B> in die Bührung des Gehäuses 40 mit grosser Kraft hinuntergedrückt, wodurch eine Duplikatmatrize 41 aus einer festen Masse aus Metallpulver entsteht. Daraufhin wird der Ausstosskolben 42 betätigt, der die Form 41, nachdem der Kolben<B>39</B> mit dem Modell<B>38</B> aus dem Gehäuse 40 zurückgezo gen worden ist, ausstösst.
Die Duplikat- matrize 41 wird dann gesintert und gehärtet und wenn nötig in üblicher Weise poliert. Anstatt auf die oben beschriebene Weise vorzugehen, kann das Modell<B>38</B> auel-i lose oder vom Kolben<B>39</B> abnehmbar sein und auf der Duplikatmatrize 41 zurückbleiben, spe ziell dann, wenn es notwendig ist, die Dupli- hatmatrize vor dem Sintern noch zu trans portieren oder herumzutragen. Die Duplikat- matrize 41 wird dann zusammen mit dem Modell<B>38</B> zum Sintern in einen Ofen ge bracht.
Der niedrigere Schmelzpunkt des Mo- delles <B>38</B> bewirkt, dass es herausgeschmolzen wird und die gesinterte Matrize 41 zurück bleibt, die dann noch gehärtet wird. Wenn die Oberflächengestaltung der Matrize 41 sehr fein ist, so schützt dieses Vorgehen vor dem Abbrechen oder vor dem Verletzen der Oberflächenteile der Matrize 41, bevor diese gesintert und gehärtet wird.
Das Modell<B>38</B> kann ebenfalls auf meiall- keramischem Wege hergestellt werden in dem man zum Beispiel ganz einfach aui die in Fig. <B>8</B> angegebene Weise die zu kopie rende Originalmatrize in eine Presse setzt, in welcher dann 41 die Originalmatrize und<B>38</B> ein Modell aus Metallpulver, aus der ersteren Matrize geformt, darstellen würde. Dieses Metallpulvermodell wird dann gesintert und gehärtet und kann als Modell zur Herstel lung der Duplikatmatrizen 41 Verwendung finden.
In diesem Falle wird eine Dauerform hergestellt, mittels welcher die Duplikat- matrizen 41 hergestellt werden.
Es ist selbstverständlich, dass auch Mo dellmatrizen<B>38,</B> welche aus gewissen Hart- gussmaterialien durch Spritzguss hergestellt sind, zur Herstellung der Duplikatmatrizen Verwendung finden können.
Sofern man das Matrizenmodell <B>38</B> durch Spritzguss erzeugt, kann es, nachdem es von seinem Abdruck 41 abgenommen worden ist, wieder eingeschmolzen und in einem weiteren Spritzgussprozess von neuem verwendet wer- den, um ein anderes Matrizenmodell herzu stellen.
Es ist klar, dass bei der Herstellung der Matrizenmodelle ausser den, wie man tech nisch sagt, Vertiefungen und Hohlräumen auch die Umrissflächen reproduziert werden. Dies Irifft ebenfalls auf die Meiallpulver- matrizen zu, die ein genaues Abbild der Oberfläche der Originalmatrize sein müssen, wie sie in Fig. <B>3</B> dargestellt ist.
Method of manufacturing matrices. The present invention relates to a method for manufacturing duplicate matrices for use in the manufacture of injection molded products.
According to the invention, a model matrix is first produced from an original matrix, and this model is used to produce a matrix made of Meiallpulver with a surface corresponding to the surface of the original matrix, whereupon the matrix made of metal powder is sintered and hardened.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention will now be described with reference to the figures of the accompanying drawing.
Fig. 1 is a schematic section through a pair of dies that are used for the production of links or clips for zippers.
Fig. 2 is a perspective view showing a link on an expanded edge of a band together with a casting shaped as shown in Fig. 1. Fig. 3 is a front view of a part shown in Fig. 1.
Fig. 4 is a section along line 4-4 in Fig. 3
Fig. 5 is a section along line <B> 5-5 </B> in Fig. 3
Fig. 6 is a schematic section showing the assembly of an injection mold.
FIG. 7 is a partial section through a model die produced in the form according to FIG. 6.
FIG. 8 is a selleinatiselie view and shows the production of a duplicate matrix by means of the model matrix produced in the form of FIG. 7 by a metal-ceramic method.
Fig. 9 is a section and shows the metal powder duplicate die with the associated model die.
Fig. 10 shows the finished duplicate die made of metal powder after sintering.
In the description of one possible embodiment of the invention that follows, the matrices are mentioned as they are used for the production of injection-molded members or <U> clips </U>, as shown at <B> 11 </B> in FIG. 2 of the drawing are shown, lying on an edge 12 of a band <B> 13 </B>. These items are known as zippers. The links or brackets 11 are spaced apart from the extended edge 12, and the number of brackets determines the width of the strips.
The links or brackets in the construction shown are called double-acting links or brackets - that is, the sides 14 and <B> 15 </B> have the same shape and are with positive coupling parts <B> 16 </ B > and negative coupling parts <B> 17 </B> and with protruding buttons <B> 18 </B> lying in the recesses <B> 17 </B>, which are suitable for inserting into the openings or recesses IA of the parts <B> 16 </B> intervene.
It is appropriate at this point to point out that when making a link where both sides are the same, the two halves of the injection mold are also the same. After all, there are many articles that have different shapes on the opposite sides and therefore require different molded parts, that is, the recesses or cavities of one molded part are different from the other part. For example, this applies to the case where the links or brackets only have a positive coupling part on one side and a negative coupling part on the other. A left and a right molding are required here.
Nevertheless, according to the present method, both halves of a complete die are to be produced, it is still sufficient to deal with the production of only one die half.
In FIGS. <B> 1 </B> and <B> 3 </B> to <B> 5 </B> the matrices for producing the links or brackets <B> 11 </B> are shown. In Fig. 1, two identical die parts are denoted by 20, which surround a cast member 11 that was produced in the cavities of these dies. The casting material comes from the spray nozzle 23 through the inlet 22 into the cavities. At 24 there is a core spindle in the dividing line of the die parts 20, which creates the opening 19 in the finished link or bracket.
When looking at FIG. 3, it can be seen that the surface of the die 20 has depressions 25 which extend as far as the cavity 21 and serve to receive the core 19. This surface has further depressions <B> 26 </B> for receiving the widened edge <B> 12 </B> of the band <B> 13. </B> Around the cavity and around the depressions 25 and <B > 26 </B> around there are raised edges <B> 27, 28 </B>, which represent the contact surfaces between the two die parts <B> 20 </B>, as well as a good connection with the tape < B> 13 </B> result. The margins at <B> 28 </B> are kept a little lower in order to create enough play for the bandwidth.
This implementation has the advantage that there are no casting seams, which is very desirable if the castings are made directly on a Mon day belt.
FIG. 3 also shows that there are depressions <B> 29 </B> which form the buttons <B> 18 </B> on the finished casting. The surfaces <B> 30 </B> are milled back on the die parts in such a way that only the relatively thin frame parts <B> 27 </B> and <B> 28 </B> remain. The necessary millings for the production of the surfaces <B> 30 </B> make the production of such matrices extremely difficult, especially when they are very small.
Now that a so-called original matrix has been produced and injection molded parts 11 have been produced therewith which meet all requirements, duplicates can also be produced from these original matrices in a manner as described in detail below is.
In order to produce the form in which the # 4 model matrix is produced, a matrix part 20 is firmly mounted in a frame <B> 31 </B>. It will be understood that the recess or cavity 21 of the die 20 forms part of the mold. The other part <B> 32 </B> of the mold is formed by a tubular body in which a piston 34 is located.
The parting line of the two forms is indicated at <B> 35 </B> and there is the inlet <B> 36 </B> through which casting material is injected by means of the partially illustrated nozzle <B> 37 </B> , which then results in a resulting injection molding <B> 38 </B>, which is a negative of part 20 and is referred to as a template or model matrix. Various materials can be used to produce such injection-molded parts, zinc alloys can be used, or if greater resistance is required, silicon bronze can also be used.
The production of the duplicate matrix with means of the model matrix can be done in different ways.
One operation consists in that the model <B> 38 </B> is welded or otherwise fastened on a piston <B> 39 </B> which can move in a cylinder or housing 40 and whose outline demj * corresponds to some of the model. The housing 40 bil det a part of the mold in which the Ma trize is formed from metal powder. At 42 there is an ejector piston which just if it forms part of a mold that is used to manufacture the die 41 from metal powder.
The working process is as follows: When the piston <B> 39 </B> with the model <B> 38 </B> is in the raised position, a measured amount of metal powder is poured into the through the walls of the housing 40 and the chamber formed in the ejector piston 42 is filled; Then the piston <B> 39 </B> together with the model <B> 38 </B> is pressed down with great force into the guide of the housing 40, whereby a duplicate die 41 is created from a solid mass of metal powder. The ejection piston 42 is then actuated, which ejects the mold 41 after the piston 39 with the model 38 has been withdrawn from the housing 40.
The duplicate die 41 is then sintered and hardened and, if necessary, polished in the usual way. Instead of proceeding in the manner described above, the model 38 may be loose or detachable from the piston 39 and remain on the duplicate die 41, especially when necessary is to transport the duplex die before sintering or to carry it around. The duplicate die 41, together with the model 38, is then placed in an oven for sintering.
The lower melting point of the model 38 has the effect that it is melted out and the sintered die 41 remains, which is then hardened. If the surface design of the die 41 is very fine, this procedure prevents the surface parts of the die 41 from breaking off or from being damaged before it is sintered and hardened.
The model <B> 38 </B> can also be produced in a ceramic way, for example by simply placing the original die to be copied into a press in the manner shown in FIG. 8 , in which 41 the original die and <B> 38 </B> would then represent a model made of metal powder, formed from the former die. This metal powder model is then sintered and hardened and can be used as a model for the production of the duplicate matrices 41.
In this case, a permanent mold is produced by means of which the duplicate matrices 41 are produced.
It goes without saying that model matrices <B> 38 </B> which are produced from certain hard cast materials by injection molding can also be used to produce the duplicate matrices.
If the die model 38 is produced by injection molding, after it has been removed from its impression 41 it can be melted down again and used again in a further injection molding process in order to produce another die model.
It is clear that during the production of the die models, in addition to what is technically called the recesses and cavities, the outline surfaces are also reproduced. This also applies to the Meiallpulver- matrices, which must be an exact copy of the surface of the original matrix, as shown in Fig. 3.