DE2715525C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Kunststoff-Verbundteiles in einer Spritzgießform - Google Patents

Description

— zwei koaxiale Stempeleinsätze (20, 20⁷) vorge sehen sind,

— deren jeweils axial außen liegende Stempelteüe (22, 22') einen größeren Durchmesser als das jeweils axial innen liegende Stempelteil (21,21') aufweisen, und daß

— die äußeren Formteile (23,24) radial verschiebbar sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kunststoff-Verbundteiles in einer Spritzgießform, mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. des Patentanspruches 2.

Ein derartiges Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung sind aus der DE-OS 21 57 015 bekannt. Dort wird an einen Dichtlippenträger eine Dichtlippe durch Spritzgießen angeformt, wobei der Dichtlippenträger aus weniger elastischem Kunststoff gebildet ist als die Dichtlippe. Mit den dort vorgeschlagenen Mitteln läßt sich nicht ohne weiteres ein Kunststoff-Verbundteil herstellen, daß mit zwei axial beabstandetcn Dichtlippen versehen ist.

Aus der US-PS 39 15 613 ist ein Verfahren zum Herstellen von Deckeln für Behälter bekannt, bei dem ein Gesenkteil trotz Hinterschneidungen dadurch aus dem Gußstück entfernt werden kann, daß letzteres sich beim Herausziehen elastisch verformen kann. In der US-PS 30 16 579 wird ein Verfahren zum Spritzgießen von Stempel-Rädern beschrieben, bei dem ein erstes Formteil nach Erstarren eines zweiten Formteiles an letzteres angegossen wird, wobei der Zusammenhalt zwischen den beiden Formteilen allein durch Formsctiluß erfolgt. Es handelt sich dort nichi um einen Kunststoff-Rohrverbinder mit Dichtungen und es erfolgt auch keine axiale Relativbewegung zwischen Stempeleinsätzen. Auch erfolgt beim Herausnehmen eines Stempeleinsatzes dort keine Verformung des zweiten Formstückes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Veriahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bereitzustellen, mit dem ein Kunststoff-Rohrverbinder mit insbesondere zwei Dichtlippen herstellbar ist

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe sowie eine entsprechende Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 1 bzw. 2 gekennzeichnet

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, an ein relativ steifes äußeres Formstück ein elastisches inneres Formstück anzugießen, ohne daß quergeschlitzte oder aufspaitbare Stempeleinsätze erforderlich sind.

Für die beiden Formstücke werden derartige Materialien verwendet, daß zwischen ihnen eine unmittelbare Verbindung durch Verschmelzen, gegenseitiges Durchdringen, Verschweißen oder eine chemische Wechselwirkung an der Grenzfläche geschaffen wird. Es wurde gefunden, daß auch Materialien verwendet werden können, welche die vorstehenden Eigenschaften nicht aufweisen; trotzdem entsteht eine hinreichende Bindung zwischen den Formstücken, welche durch eine Art Oberflächenspannung zwischen den Flächen erzeugt wird.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Ausführungsform eines Kunststoff-Verbundteiles in Form eines Rohrverbinders;

F i g. 2 bis 5 eine zur Herstellung des Rohrverbinders der F i g. 1 verwendete Spritzgießform mit ihren wesentlichen Teilen in aufeinander folgenden Stufen des Herstellungsverfahrens und

F i g. 6 einen Schnitt durch die Spritzgießform.
F i g. 1 zeigt einen Axialschnitt durch ein Kunststoff-Verbundteil in Form eines Rohrverbinders, das ein erstes Formstück, nämlich eine spritzgegossene Hülse 1 aus Kunststoff mit einem zweiten Formstück, nämlich einem elastomeren Dichtring 2 an jedem Ende aufweist. Ar. einer zwischenliegenden Stelle, vorzugsweise etwa in der Mitte, ist die Hülse 1 mit einem Innenflansch bzw. einer Anschlagrippe 3 oder einem Ring nach innen gerichteter Ansätze für den Anschlag von Rohrenden ausgebildet, die durch Einschieben in die entgegengesetzten Enden des Verbundteiles bzw. Rohrverbinders miteinander verbunden werden sollen.
Jeder Dichtring 2 hat einen an der Innenfläche der Hülse 1 verankerten Basisbereich 4 und einen Dichtkopf 5, der radial und, falls erwünscht, axial in die Hülse I vorsteht und mit dem Basisbereich 4 über einen Hals 6 verbunden ist, um ein Verbiegen oder Verformen des Dichtrings 2 zu erleichtern, wenn ein Rohrende in das Verbundteil bzw. den Rohrverbinder eingeschoben wird. Der innere Durchmesser des axialen äußeren Bereiches 4a des Basisbereiches 4 ist nicht kleiner als und vorzugsweise größer als der des axial inneren Teils 46

und auch nicht kleiner als und vorzugsweise größer als der des größeren Teils der Hülse 1.

Zur Aufnahme des Basisbereiches 4 weist die Hülse 1 an jedem Ende einen aufgeweiteten Bereich 7 und einen Endflansch 8 auf, die eine ringförmige Aussparung 9 bilden, die mit dem Basisbereich 4 ausgefüllt ist Der Innendurchmesser des Flansches 8 ist nicht kleiner als und vorzugsweise größer als der Innendurchmesser des größeren 1>üs der Hülse 1; dieser Flansch kann unter bestimmten Umständen völlig fehlen.

Die steife Hülse 1 aus Kunststoff und der elastomere Dichtring 2 sir«, aus kompatiblen Materialien hergestellt, so daß an ihrer Grenzfläche eine unmittelbare Bindung entsteht Beide Materialien sind z. B. thermoplastisch. Thermoplastische Materialien und insbesondere thermoplastische Elastomere haben nicht immer zufriedenstellende mechanische Eigenschaften, insbesondere eine für die Verwendung als Rohrverbinder ausreichende Kompressionswiderstandsfähigkeit; diese Schwierigkeit kann jedoch durch Strahlungsbehandlung überwunden werden, um Queryernetzungen im Material herbeizuführen.

Erforderlichenfalls kann eine mechanische Verkeilung oder Verrastung zwischen der Hülse 1 und dem Dichtring 2 geschaffen werden, beispielsweise wie rechts in F i g. 1 dargestellt, mittels eines an der Hülse 1 in der Aussparung 9 ausgebildeten Ringwulstes 10.

Das Verbundteil bzw. der Rohrverbinder wird nach einem Verfahren und mit einer Vorrichtung gemäß F i g. 2 bis 6 hergestellt

Die Spritzgießform ist symmetrisch dargestellt und weist zwei bewegliche Kern- bzw. Stempeleinsatzbaugruppen 20, 20' auf, von denen jede ein axial inneres Stempeleinsatzbauteil 21, 2V und ein axial äußeres Stempeleinsatzbauteil 22, 22' enthält Die Stempeleinsatzbauteile arbeiten mit sich gegenüberliegenden Formteilen 23 und 24 zusammen, die radial auf die Umfangsflächen der Stempeleinsatzbauteile 21, 21', 22, 22' zu und von diesen wegbewegt werden können. Die Stempele..isatzbaugruppen 20,20' und die Formteile 23, 24 sind mittels Hydraulikzlindern bewegbar.

Anfänglich (F i g. 2) sind die Stempeleinsätze 20, 20' axial voneinander getrennt und in jedem Einsatz liegen die Stempelteile 21 und 22 aneinander an und bilden eine umlaufende Ringnut, die mit einem jeweils zugehörigen Eh,spritzkanal 25 (von denen mehrere vorhanden sein können) ausgerichtet ist. Die Formteile 23 und 24 befinden sich in ihrer geschlossenen Stellung und darin ausgebildete Ringnuten 26 sind zu den beschriebenen, durch die Stempelteilt 21, 22 und 21', 22' gebildeten Nuten ausgerichtet, so daß ein Paar Gießhohlräume mit den Did,(ringen 2 des Verbinders entsprechender Form gebildet ist Durch eine nicht dargestellte Einlaßdüse wird dann ein Thermoplast oder ein anderes Elastomer oder Gummi bzw. Kautschuk eingespritzt, um die Dichtringe 2 auszubilden.

Nach Einspritzen des Gummis werden die Formteile 23 und 24 gemäß F i g. 3 geöffnet und die Stempeleinsätze 20, 20' aufeinander zubewegt, bis vorstehende Flächen 27 an ihren sich gegenüberliegenden Seiten gemäß F i g. 3 in gegenseitige Anlage kommen. Die Stempeleinsätze 20, 20' tragen die spritzgegossenen Dichtringe 2 mit sich. Die Formteile 23 und 24 werden dann vorgeschoben und die Umfangsflächen der Stempeleinsätze 20, 20' und der iüngspalt zwischen den Bauteilen, der die vorstehenden Flächen 27 umschließt, sowie die vorher gegossenen Dichiiinge 2 bilden zusammen mit einem weiteren Formteil 28 einen ringförmigen Form bzw. Gießhohlraum, dessen Gestalt der der Kunststoffhülse 1 des Verbundteiles bzw. Rohrverbinders entspricht Diese Hülse 1 wird dann durch Einspritzen von thermoplastischem Material durch Durchlässe 29 aus einer nichtdargestellten Spritzgießvorrichtung gemäß Fig.* spritzgegossen. Das Material der Hülse 1, beispielsweise Polypropylen oder Polyäthylen, wird dadurch mit den Dichtringen 2 verbundea Die Formteile 23 und 24 werden dann gemäß F i g. 5

ίο wiederum geöffnet und die äußeren Stempelteile 22,22' werden axial von den inneren Stempelteilen 21,21' wegbewegt, die gemäß F i g. 5 stationär bleiben. Das gegossene Verbundteil bzw. der Rohrverbinder wird von dem mittleren bzw. zusätzlichen Formteil 28 in seiner Lage gehalten. Nachdem die äußeren Stempelteile 22,22' von den Dichtringen 2 wegbewegt sind, beginnen sich die inneren Stempelteile 21, 21' voneinander wegzubewegen, wobei diese Bewegung infolge einer Verformung der radial inneren Bereiche der Dichtringe 2 in den Zwi schenraum hinein ermöglicht wirr⁴, der aufgrund der Tatsache zur Verfügung steht, dab der En^flansch 8 und der benachbarte äußere Teil 4a des Basisbereiches 4 jedes Dichtrings 2 größere Durchmesser aufweisen als die inneren Stempelteile 21, 21', wie am besten aus F i g. 4 ersichtlich. Wenn die Stempeleinsatzbauteile 21, 21' in von dem spritzgegossenen Verbundteil freie Lagen abgezogen sind, kann das Verbundteil bzw. der Rohrverbinder herausgenommen werden und die Vorrichtung ist für die Herstellung eines weiteren Verbund- teiles fertig.

Die in F i g. 5 dargestellte Trennung der Stempelteile 21, 21' und 22, 22' kann beispielsweise mittels Federn erreicht werden, die zwischen den zugehörigen Stempelteilen arbeiten, wobei zwischen einem Bauteil 21,21' und dem jeweils zugehörigen Bauteil 22, 22' ein gewisser Totgang vorhanden ist so daß bei einem Zurückziehen des Bauteils 22 bzw. 22' das Bauteil 21 bzw. 21' anfänglich gegen das andere Bauteil gepreßt verbleibt und nach Aufnahme des Totgangs seine Bewegung mit dem zugehörigen Bauteil beginnt

F i g. 6 zeigt Einzelheiten einer Spritzgießform, wobei diese in der gleichen Stellung wie in F i g. 2 gezeigt ist

Der Körper jedes Stempeleinsitzes 20, 20' besteht beispielsweise ebenso wie die Formteile 23,24 aus Edel stahl. Der Bereich des Stempelteils 21, der beim Gießen der Hülse 1 mit dem thermoplastischen Material in Berührung kommt, enthält beispielsweise eine Hülse oder einen Ring 30 aus einer Aluminiumlegierung, der einen Kühlkanal 31 umgibt; die Formteile 23, 24 enthalten ebenfalls Kühlkanäle 32, so daß die Spritzgießform als eine Abschreckgießvorrichtung arbeitet, wenn die Kunststoffhülse 1 des Verbundteils gegossen wird. Die Ein'pritzdurchlässe 29 für das Kunststoffmaterial sind mit elektrischen Heizvorrichtungen 33 versehen.

Im Gegensatz dazu sind die Bereiche, die die Formhohlräume für die Dichtringe 2 bilden, beheizt und thermisch isoliert. Die Ringnut 26 ist durch eine Platte 54 zwischen thermischen Isolierungen 34 gebildet und die entsprechenden Bereiche der Stempelteile 21 und 22 enthalten Planscheiben 35, die mit elektrischen Heizvorrichtungen 48 und thermischen Isolierungen 36 versehen sind, um durch Wärme aushärtbare Elastomere durch Wärme auszuhärten. Aus Gründer, der Einfachheit der Herstellung sind die Formteile der Vorrichtung gemäß F i g. 6 aus mehreren Teilen zusammengesetzt und sind nicht einzelne, einteilige Blöcke, wie in F i g. 2 dargestellt. Die Teile, die die Formteile 23 und 24 bilden, sind in entsprechenden Rah-

men angebracht, die beispielsweise mittels Hydraulikzylindern zum öffnen der Spritzgießform voneinander getrennt werden können. Der Rahmen 44, der die Teile des Formteils 24 trägt, wird von einer Schubstange 50 durchquert, um den gegossenen Gegenstand auszuwerfen.

Die Stempeleinsatzbaugruppen sind mit jeweils zugehörigen Platten 41 verbunden, die Hydraulikzylinder 40 tragen, von denen jeder über eine Kolbenstange 39 mit einem zugehörigen Stempelteil 21 verbunden ist. Jede Platte 41 trägt zwei weitere Zylinder 57, einen auf jeder Seite des zentralen Zylinders 40, der mit einer axial beweglichen inneren Platte 58 gekuppelt ist Jede Platte 58 ist mit dem zugehörigen Stempelteil 22 gekuppelt und die beiden symmetrisch angeordneten Platten 58 sind mittels Zahnstangen 49 und eines Ritzels 59 miteinander gekuppelt, um eine synchrone Bewegung zu erreichen. Mittels der Zylinder 40,57 können die Stempelteiie 2i, 22 synchron miteinander oder relativ zueinander bewegt werden.

An jedem Stempelteil 21 ist ein axial beweglicher Block 51 befestigt und das zugehörige Stempelteil 22 ist auf einem Hals 52 verschiebbar, der den Block 51 mit dem Stempelteil 21 verbindet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

25

30

35

40

45

SO

55

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Verbundteiles in einer Spritzgießform, aus gleichachsig und fest ineinander gefügten Formstücken, nämlich einem steifen, hülsenförmigen äußeren Formstück (Hülse 1) aus thermoplastischem Kunststoff und mindestens einem ringförmigen inneren Formstück (Dichtring 2) als Dichtung, bei dem das eine Formstück in einem ersten Formhohlraum geformt wird, der durch sich gegenüberliegende Formteile begrenzt wird, und bei dem durch Verschieben eines Formteiles ein zweiter Formhohlraum für das andere Formstück gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen eines Rohrverbinders für das innere Formstück (Dichtring 2) ein thermoplastisches Elastomer in den ersten Formhohlraum eingespritzt wird, der durch einen Stempeleinsatz 4-3D) aus zwei axial gegeneinander verschiebbaren Sternpeiteilen (21,22} und äußere, radial zueinander verschiebbare Formteile (23, 24) begrenzt wird, daß die äußeren Formteile (23, 24) radial und der Stempeleinsatz (20) axial zur Bildung des zweiten Formhohlrauines verschoben werden, wobei das innere Formstück (Dichtring 2) auf dem Stempeleinsatz (20) gehalten wird, und daß nach dem Spritzen des äußeren Formstückes (Hülse 1) der Abstand zwischen den Stempelteilen (21, 22) vergrößert wird, um ein Herausziehen des Stempeleinsatzes (20; aus dem Rohrverbinder (1, 2) unter elastischer Verformung des inneren Formstückes (Dichtring 2/ zu ermöglichen.

2. Spritzgießform zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit einem Stempeleinsatz (20) der axial zueinander verschiebbare Stempelteüe (21,22) aufweist, die in einander benachbarter Stellung eine Ringnut bilden, sowie äußere Formteile (23, 24), welche die Stempeleinsatzbauteile radial umfangen, dadurch gekennzeichnet, daß