DE3635402A1 - Verfahren zum herstellen von hohlkoerpern aus thermoplastischem material sowie blaswerkzeuge hierzu - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und 2 sowie von Blaswerkzeugen zur Durchführung der Verfahren.

Hohlkörper mit balgartigen Außenkonturen werden bspw. in der Automobilbranche eingesetzt, um gelenkig miteinander verbundene Teile gegen Verschmutzungen zu schützen. Die Herstellung dieser Hohlkörper erfolgt in Blaswerkzeugen, und zwar wird dabei ein thermoplastisches Material durch einen Innendruck radial aufgeweitet, so daß es zur Anlage an die Kontur des Werkzeughohlraumes kommt, wobei diese Kontur der Außenkontur des fertigen Balges entspricht. Bei dieser radialen Verformung des thermoplastischen Materials erfolgt zunächst eine Anlage des Materials an die Konturbereiche, die am weitesten nach innen stehen und die später die im folgenden so bezeichneten Balginnenspitzen bilden. Erst dann dehnt sich das Material in die zwischen diesen nach außen ragenden spitzen Räume aus, d.h. es werden dann die sogenannten Balgaußenspitzen gebildet, wenn das thermoplastische Material sich vollständig an den Werkzeughohlraum angelegt hat.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß diese Verformung in gewisser Weise zu einem Fließen des Materials zwischen den durch die Innenspitzen gebildeten Auflagepunkten führt, und zwangsläufig ist damit eine Wandstärkenänderung verbunden, mit anderen Worten bedeutet das, daß die Wandstärke des fertigen Balges im Bereich der Balginnenspitzen wesentlich größer ist als in den Wandteilen, die in Richtung auf die Balgaußenspitzen hin verlaufen. Diese Schwächungen der Wandstärke führen zu einer verringerten Lebensdauer der Hohlkörper, weil hier bei häufiger Bewegung des Balges ein Reißen oder Brechen auftreten kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen sowie ein Blaswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens, mit dem es möglich ist, Hohlkörper aus thermoplastischem Material herzustellen, die trotz der balgartigen Außenkontur eine gleichmäßige Wandstärke aufweisen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 bzw. den Merkmalen der Ansprüche 3 und 4, soweit es hier um die Blaswerkzeuge selbst geht.

Der Kerngedanke der Erfindung ist darin zu sehen, daß man, wie beim herkömmlichen Verfahren, zunächst durch einen radialen Druck das Material so weit verformt, daß es an den Balginnenspitzen, also den am weitesten nach innen ragenden Teilen des Werkzeughohlraumes anliegt. In diesem ersten Zustand der Verformung sind die einzelnen Werkzeugsegmente auseinandergezogen, d.h. der axiale Abstand zwischen den Balginnenspitzen ist in diesem Zustand größer als er am späteren fertigen Balg (Hohlkörper) ist. Bis zu diesem Zeitpunkt ist somit bei der radialen Verformung eine im wesentlichen gleiche Wandstärke des sich verformenden Hohlkörpers gesichert.

Um diese Wandstärke nun auch in dem Bereich beizubehalten, der jeweils zwischen den Balginnenspitzen liegt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die einzelnen Werkzeugsegmente zusammenschiebbar sind, d.h. während der Aufbringung des weiteren radialen Druckes und der Verformung des thermoplastischen Materials zwischen den Balginnenspitzen, werden die Werkzeugsegmente bei konstantem Luftvolumen, wobei der Druck sich erhöht, zusammengeschoben, so daß sich der axiale Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Balginnenspitzen des Werkzeuges verringert. Auf diese Weise kann das Material, das vorher eine größere axiale Länge hatte, sich so verformen, daß trotz des radialen Innendruckes, der das thermoplastische Material nach außen in Richtung der späteren Balgaußenspitzen drückt, ein Nachfließen des Materials aus der größeren axialen Länge erfolgt, so daß im Endzustand, wenn die Form vollständig zusammengeschoben ist und damit ihre Innenkontur der Außenkontur des fertigen Balges entspricht und das Material an den Balgaußenspitzen anliegt, die Wandstärke nahezu gleich geblieben ist.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand einer schematischen Darstellung des Blaswerkzeuges erläutert werden.

In den Fig. 1 bis 5 ist dargestellt, daß das Blaswerkzeug, von dem lediglich die eine Hälfte gezeigt ist (die andere Hälfte ist symmetrisch dazu ausgebildet), aus einzelnen Segmenten besteht, deren Teilung so ist, daß sie im Bereich der sogenannten Balgaußenspitzen liegt. Dies ergibt sich klar aus den Fig. 2 bis 5, wobei hier der Zustand beim Zueinanderfahren dargestellt ist.

In der Fig. 5 ist angedeutet, in welcher Weise das thermoplastische Material zunächst verformt wird, d.h. hierbei sind die Segmente auseinandergefahren, so daß der axiale Abstand zwischen den Balginnenspitzen 2 der Form 1 größer ist als der axiale Abstand, wie er beim fertigen Balg notwendig ist und wie er bspw. in der Fig. 1 zu erkennen ist. Sobald sich bei Aufbringung eines Innendruckes das thermoplastische Material an diese Balginnenspitzen 2 angelegt hat, erfolgt gleichmäßig ein Zusammenschieben der einzelnen Segmente, wie es im rechten Teil der Fig. 5 angedeutet ist. Bei diesem Zusammenschieben, also dem axialen Nähern der Balginnenspitzen 2, wird das Material in den Zwischenraum gedrückt und nähert sich den Balgaußenspitzen bis zur Anlage. Da sich die axiale Länge hierbei verkürzt, fließt das Material bei fast gleichbleibender Wanddicke in diese Bereiche ein.

In der Fig. 5 ist der Übersicht halber nur im rechten Teil dieser Zustand dargestellt, während zur Erläuterung des ersten Verfahrensschrittes die übrigen Segmente noch auseinandergezogen sind. Es ist klar, daß beim eigentlichen Herstellen des Balges die einzelnen Segmente gleichmäßig zusammengeschoben werden, um eine Verformung im Bereich aller Balgaußenspitzen zu erreichen.

Vorstehend wurde ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, die zur Herstellung von Hohlkörpern, und zwar in Balgform dient. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Verfahren zur Herstellung von anders geformten Hohlkörpern auszunutzen, und hierzu dienen zur Erläuterung die Fig. 6 bis 9. Darin ist schematisch ein Blaswerkzeug dargestellt, das aus zwei axial geteilten Werkzeughälften besteht. Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, wird während des Verformens, also Blasens des Hohlkörpers, der radiale Abstand der Formhälften geändert, d.h. diese werden aufeinander zu bewegt, so daß während der axialen (und radialen) Verformung des Formlinges ein "Nachfließen" des Werkstoffes in der Wand ermöglicht wird und damit die Herstellung nahezu gleicher Wandstärken auf dem Gesamtumfang des Hohlkörpers erreichbar ist.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material in einem axial geteilten Werkzeug, in das der Vorformling eingelegt und durch Aufbringen eines Innendruckes radial und axial zur Anlage an die Kontur des Werkzeughohlraumes gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughohlraum zunächst eine größere radiale Breite aufweist als sie dem Werkzeughohlraum des fertig geformten Hohlkörpers entspricht und daß während der axialen (und radialen) Verformung des Formlings die radiale Breite des Werkzeughohlraumes ständig bis zur radialen Endbreite verringert wird.

2. Blaswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei das Blaswerkzeug eine Innenkontur aufweist, die der fertigen Außenkontur des herzustellenden Hohlkörpers entspricht und axial in zwei Formhälften geteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Formhälften so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie während des Blasvorganges in Richtung aufeinander bis zur vollständigen Anlage verschiebbar sind.

3. Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material, die auf dem größten Teil ihrer axialen Länge eine balgartige Außenkontur aufweisen mittels einer eine entsprechend der fertigen Kontur ausgestaltete Innenkontur aufweisenden axial geteilten Werkzeug, in das der Vorformling eingelegt und durch Aufbringen eines Innendruckes radial zur Anlage an die Kontur des Werkzeughohlraumes gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling zunächst unter radialem Innendruck über die axiale Länge gleichmäßig radial aufgeweitet wird, und zwar bis zu einer radialen Weite, die der jeweiligen kleinsten Endaußenkontur (Balginnenspitzen) der einzelnen Balgabschnitte entspricht und daß anschließend die zwischen diesen Balgabschnitten verbliebenen Abschnitte auf den endgültigen größten Außendurchmesser (Balgaußenspitzen) radial verformt wird bei gleichzeitiger axialer Verkürzung dieser Abschnitte.

4. Blaswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, wobei das Blaswerkzeug eine Innenkontur aufweist, die der fertigen Außenkontur des Balges entspricht und axial in zwei Formhälften geteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus einzelnen radial unterteilten Segmenten besteht, wobei die radiale Teilung im Bereich der die jeweils größte Außenkontur aufweisenden Abschnitte des Balges (Balgaußenspitzen) liegt und daß die einzelnen Segmente axial auseinander- bzw. zusammenbewegbar sind, wobei die Form in dem axial zusammengeschobenen Zustand der Segmente eine Innenkontur aufweist, die der Außenkontur des fertigen Balges (Hohlkörpers) entspricht.

5. Blaswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente ringförmig ausgebildet sind.