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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Herstellen durch Spritzgießen einer zusammengesetzten
Dichtung, insbesondere geeignet zur Aufnahme in
einer inneren Nutausnehmung eines mit einer Kupplung
versehenen Rohrteils, bei dem ein ringförmiges
Halteelement aus einem weniger elastischen Material
gebildet und das ringförmige Halteelement mit einem
oder mehreren Dichtungsteilen aus einem elastischeren
Material versehen und wobei von einer Form Gebrauch
gemacht wird.
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Ein derartiges Verfahren zum Herstellen einer
zusammengesetzten Dichtung ist aus DE-A-2.709.000
bekannt.
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Gemäß diesem bekannten Verfahren werden das
Halteelement und der Dichtungsteil der zusammengesetzten
Dichtung aus Polymeren mit verschiedenen
Elastizitätsmodulen gebildet.
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Da in diesem Fall das Halteelement in seiner
Gesamtheit durch Einspritzen des relevanten Polymeren
in einem heiß-plastischen Zustand in einen geeigneten
Formhohlraum einer Form gebildet wird, wobei der
Formhohlraum sofort vollständig in seiner Gesamtheit
durch Einspritzen gefüllt wird, findet eine innige
Vermischung mit dem bereits geformten Dichtungsteil
in dessen Oberflächenzone statt, mit dem Ergebnis,
daß die Eigenschaften des Dichtungsteils als ein
Ergebnis der variierenden Zusammensetzung ebenfalls
variieren. Außerdem ist die bekannte zusammengesetzte
Dichtung folglich nicht geeignet, vollständig
reproduzierbar hergestellt zu werden, unter anderem
als eine Folge der während des Spritzgießens
verwendeten Drücke.
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Obgleich ein Vermischen des elastischen und des
nicht-elastischen Kunststoffes dadurch vermieden
werden kann, daß der nicht-elastische Kunststoff
auf die Oberfläche des zuvor geformten Dichtungsteils
mit einem niedrigen Spritzgießdruck aufgebracht
wird, so führt dies zu einer verringerten Haftung
der Dichtungsteile, einer längeren Produktionszeit
und zusätzlichen Kosten.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile
der bekannten, in einem Rohrteil auf zunehmenden
zusammengesetzten Dichtung zu vermeiden.
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Die Erfindung bezieht sich daher auf ein Verfahren
der in der Einleitung angegebenen Art, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß zuerst ein oder mehrere
Dichtungsteile von einem elastischeren Kunststoff
gebildet werden, der mit dem weniger elastischen
Kunststoff kompatibel ist, danach allmählich das
Halteelement gebildet und dieses Element stofflich
und/oder chemisch mit den Dichtungsteilen verbunden
wird, zumindest ein Bereich der Oberfläche des
Halteelements, der nicht mit Dichtungsteilen zu
verbinden ist, mit einem Film des elastischeren
Kunststoffes während des Schrittes des allmählichen
Bildens des Halteelements durch Mitnahme von
oberflächig flüssigem elastischerem Kunststoff versehen
wird und an der Einspritzseite des Halteelements
zumindest ein Vorsprung des weniger elastischen
Kunststoffes in der Nähe der Einstecköffnung eines
aufzunehmenden Rohrteils gebildet wird.
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Da die elastischen Dichtungsteile in einem Abstand
voneinander von zumindest der Wanddicke des
ringförmigen Halteelements gelegen sind und dieser
praktisch der gleiche über dessen gesamte Länge
ist, wird die Starrheit des ringförmigen
Halteelements aufrechterhalten, weil kein elastischer
Kunststoff der Dichtungsteile in diesem enthalten
ist, während, aufgrund ihrer Homogenität, die
Dichtungsteile zusammen mit dem ringförmigen
Halteelement eine optimale Dichtungsfunktion herbeiführen.
Zusätzlich ist eine gute Verbindung zwischen allen
Teilen des Dichtungsrings gewährleistet.
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Es wird darauf hingewiesen, daß eine zusammengesetzte
Dichtung aus DE-B-1182913 bekannt ist, die ein aus
einem weniger elastischen Material bestehendes
ringförmiges Halteelement umfaßt, das, zumindest am
Stirnende, mit einem Dichtungsteil versehen ist,
der einerseits mit der Innenseite der Nutausnehmung
und andererseits mit der Außenseite eines
eingestetzten Rohrteils zusammenwirken kann. Das
ringförmige Halteelement und der Dichtungsteil der
bekannten Dichtung werden aus Kautschuk mit
unterschiedlicher Härte hergestellt und können miteinander
durch Vulkanisieren verbunden werden. Als Ergebnis
hiervon findet jedoch eine Verformung sowohl des
ringförmigen Halteelements als auch des
Dichtungsteils statt, wobei gleichzeitig die Verbindung der
beiden Teile nicht gleichmäßig ist.
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Eine zusammengesetzte Dichtung ist des weiteren
aus WO 86/00679 bekannt, bei der der erste
Dichtungsteil an der Innenseite der Nutausnehmung
anliegt und die Form einer Schulter besitzt, die
eingedrückt wird, wenn die Dichtung in die
Nutausnehmung eingeführt wird. Mit Ausnahme des
lippenförmigen Teils, an dem das eingesetzte Rohrteil
anliegt, ist der zweite Dichtungsteil vollständig
von nicht-elastischem Kunststoff umgeben.
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Da diese bekannte Dichtung in großem Umfang aus
einem nicht-elastischen Kunststoff aufgebaut ist,
ist das Ganze ziemlich starr, mit dem Ergebnis,
daß eine gute Dichtungswirkung nicht ohne weiteres
erreicht werden kann. Um die Dichtungswirkung zu
verbessern, ist es daher bei der bekannten Dichtung
vorzuziehen, die Verbindung mit der Dichtungskammer
durch Schweißen oder Auftragen eines Klebstoffes
herbeizuführen.
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Abgesehen hiervon ist eine zusammengesetzte Dichtung
aus dem DE-GM 7636342 bekannt, bei dem der weniger
elastische Haltekörper vollständig in dem
elastischeren Dichtungsteil aufgenommen ist. Der
Haltekörper wirkt daher als Dichtung. Eine derartige
Konstruktion hat das Ergebnis, daß, wenn die
Rohrteile ineinandergeschoben werden und eine Verformung
des elastischen Materials in einem größeren oder
geringerem Ausmaß stattfindet, die Dichtung sodann
die Tendenz hat, aus der Dichtungskammer auszutreten,
mit dem Ergebnis, daß die Dichtungswirkung
verlorengeht.
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Um derartige Probleme zu beseitigen, ist ferner
eine zusammengesetzte Dichtung der obigen Art aus
DE-A-2600153 bekannt, bei der der weniger elastische
Haltekörper an einer Stirnfläche mit einem U-förmigen
Endteil versehen ist, der den Dichtungsteil in der
Nähe seines Stirnendes vollständig umfaßt.
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Eine derartige Dichtung ist jedoch nicht zur Aufnahme
in einer inneren Nutausnehmung eines
Aufnahmerohrteils geeignet.
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Schließlich ist eine zusammengesetzte Dichtung zum
Verbinden eines Aufnahme- und eines Einsteckrohrteils
aus DE-A-3510238 bekannt, die in einer
Dichtungsausnehmung des Aufnahmerohrteils angeordnet und
aus einem elastischen Körper aufgebaut ist, der
auf der Seite der Dichtungskammer mit einer Nut
zur Aufnahme von noch nicht vollständig gehärtetem
Kunststoff versehen ist. Um eine gute Verbindung
zwischen dem Material des elastischen Körpers und
demjenigen, mit dem die Nut gefüllt wird, zu
erreichen, wird vorzugsweise Kautschuk als elastisches
Material und Polyurethan als nicht vollständig
gehärteter Kunststoff verwendet.
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Während des vollständigen Härtens des in der Nut
vorhandenen Polyurethans wird das Polyurethan in
gewissem Umfang mit dem Kautschuk vermischt und
gewährleistet dadurch eine gute Verbindung.
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Der weniger elastische Haltekörper ist jedoch in
diesem Fall vollständig von elastischerem Material
umgeben, mit der Ausnahme der der Nutausnehmung
zugewandten Seite, und der Haltekörper ist in der
Mitte der Nutausnehmung gelegen. Die der
Einstecköffnung zugewandten und von dieser abgewandten Seiten
sind daher vollständig aus elastischem Material
aufgebaut.
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Nach der Erfindung sind die Dichtungsteile
vorzugsweise von einem thermoplastischen Elastomeren,
insbesondere einem Elastomeren auf der Basis von
Polyalken oder einem Kautschuk, gebildet. Ein
derartiges Material gewährleistet eine gute Dichtung
als Ergebnis seiner Flexiblität und Verformbarkeit.
Ein Material, das sich als besonders geeignet
erwiesen hat, ist ein thermoplastischer Kautschuk
wie derjenige, der von Monsanto unter dem Namen
Santoprene vertrieben wird.
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Die zusätzliche Starrheit, die für die Dichtung
verlangt wird, erhält man durch den nicht-elastischen
Kunststoffkörper.
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Der Film aus dem elastischeren Kunststoff, der
wahlweise auf dem Haltekörper gebildet wird, wird
insbesondere durch Mitnahme des elastischeren
Kunststoffes der bereits geformten Dichtungsteile
gebildet.
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Wie bereits oben festgestellt wurde, findet die
Bildung des ringförmigen Halteelements allmählich
statt. Dieses wird insbesondere dadurch erreicht,
daß das Spritzgießen desselben auf solche Weise
durchgeführt wird, daß der für das ringförmige
Halteelement in der Form vorhandene Formhohlraum
allmählich durch kontrollierte Verlagerung eines der
Wandteile gefüllt wird.
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Durch allmähliches Freimachen des Formhohlraums
wird effektiv vermieden, daß Ungleichförmigkeiten
durch Vermischen der verwendeten thermoplastischen
Materialien erzeugt werden. Die Temperatur des für
das Halteelement verwendeten Kunststoffmaterials
ist jedoch noch so hoch, daß eine stoffliche und/oder
chemische Verbindung mit den schon geformten
Dichtungsteilen gewährleistet ist.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Rohrteil,
das mit einer Kupplung mit einer inneren
Nutausnehmung versehen ist, in der eine zusammengesetzte
Dichtung aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die zusammengesetzte Dichtung nach dem Verfahren
gemäß der Erfindung erhalten ist und ein Teil des
Halteelements der zusammengesetzten Dichtung einen
Film umfaßt, der von vom Oberflächenmaterial ihrer
Dichtungsteile mitgenommener Flüssigkeit gebildet
ist.
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Die Erfindung wird im einzelnen unter Bezugnahme
auf die folgenden Ausführungsbeispiele mit Hilfe
der Zeichnung erläutert, in der
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Fig. 1 einen Querschnitt einer ersten
Ausführungsform eines mit einer
zusammengesetzten Dichtung nach
der Erfindung versehenen Rohrteils,
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Fig. 2 einen Querschnitt einer weiteren
Ausführungsform eines mit einer
zusammengesetzten Dichtung nach
der Erfindung versehenen Rohrteils,
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Fig. 3 eine fertiggestellte Rohrverbindung
mit einer zusammengesetzten Dichtung
gemäß Fig. 2 und
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Fig. 4 einen Zustand während der
Herstellung einer zusammengesetzten
Dichtung nach der Erfindung zeigt.
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Fig. 1 zeigt ein Rohrteil, das mit einer
zusammengesetzten Dichtung versehen ist, die aus einem
ringförmigen Halteelement aus weniger elastischem
Kunststoff aufgebaut ist. Das ringförmige Halteelement
ist mit einem Dichtungsteil 2 auf der Innenseite
der Dichtungsausnehmung versehen. Das Halteelement
ist vorzugsweise von einem thermoplastischen Material
auf der Basis eines Polyalkens, wie etwa Polypropen,
gebildet. Der Dichtungsteil 2 besteht vorzugsweise
aus einem thermoplastischen Elastomeren wie etwa
einem Polystyrol-Polyalken-Polystyrol-Kautschuk,
wobei der Polyalkenteil ein Ethen-Propen-Polymeres
ist, jedoch ist offensichtlich ein Ethenpolymeres
oder ein Propenpolymeres ebenfalls geeignet. Ein
derartiger thermoplastischer Kautschuk wird von
Monsanto hergestellt und unter dem Namen Santoprene
vertrieben.
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Die Grenzfläche 5 zwischen dem ringförmigen
Halteelement 1 und dem Dichtungsteil 2 besteht aus
thermoplastischem Material des Dichtungsteils 2 und
thermoplastischem Elastomerem des ringförmigen
Halteelements 1, die miteinander verschmolzen sind.
Diese Teile sind somit stofflich-chemisch miteinander
verbunden.
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In Fig. 1 ist der Dichtungsteil 2 mittig auf dem
ringförmigen Halteelement 1 zentriert und daher
auch zentrisch in der Dichtungsausnehmung 4. Eine
derartige Zuordnung der beiden Komponenten ist jedoch
nicht erforderlich, um eine gute Abdichtung eines
Aufnahme- und eines Einsteckrohrteils zu erreichen.
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Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Dichtungsteil
2 mit Rippen 6 und 7 versehen.
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Der Dichtungsteil 3 ist ebenfalls mit einer oder
mehreren Rippen 8 versehen. Der Dichtungsteil 3
ist aus dem gleichen Material hergestellt, wie es
für den Dichtungsteil 2 verwendet wird.
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Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer
zusammengesetzten Dichtung zum Verbinden eines
Aufnahme-
und eines Einsteckrohrteils. Der Dichtungsteil
2 ist in diesem Fall mit zwei Lippen 2a und 2b
ausgeführt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich
jedoch insbesondere von der in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsform dadurch, daß der Dichtungsteil 2
und der Dichtungsteil 3 miteinander über einen
Verbindungsteil 9 verbunden sind. Dieser Verbindungsteil
9 ist daher an einer der beiden Stirnseiten des
ringförmigen Halteelements angeordnet. Da nur eine
Einspritzstelle zum Herstellen der Dichtungslippen
erforderlich ist, kann diese Ausführungsform nach
einer billigeren Produktionsmethode hergestellt
werden.
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Die Form der zusammengesetzten Dichtung nach der
Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen
Ausführungsformen beschränkt. Somit können innerhalb
des Rahmens der Erfindung die Form und auch die
Anzahl der Rippen an den elastischen Teilen verändert
werden.
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Die Fig. 3 zeigt eine fertiggestellte Rohrverbindung,
die mit einer zusammengesetzten Dichtung gemäß Fig.
2 versehen ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, werden
durch die Einführung des Einsteckrohrteils 10 sowohl
die Lippen 2a und 2b gegen die Innenseite der
Nutausnehmung als auch der Dichtungsteil 3 gegen das
ringförmige Halteelement 1 gedrückt. Da der
Dichtungsteil 3, wie der Dichtungsteil 2, aus einem
thermoplastischen Elastomeren besteht, wie etwa
dem unter dem Namen Santoprene vertriebene
thermoplastischen Kautschuk, können diese Teile leicht
beim Einführen des Einsteckrohrteils verformt werden,
und es kann eine besonders gute Dichtungswirkung
gewährleistet werden.
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Die Fig. 4 zeigt ein Stadium des Spritzgießens des
ringförmigen Halteelements 1. Die Dichtungsteile
sind in diesem Fall bereits gebildet worden, indem
die entsprechenden Formhohlräume vollständig mit
einem thermoplastischen Elastomeren durch Einspritzen
gefüllt worden sind. Vorzugsweise wird von dem unter
dem Namen Santoprene vertriebenen thermoplastischen
Elastomeren Gebrauch gemacht.
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Es kann jedoch auch ein anderer thermoplastischer
Kautschuk verwendet werden. Mit Blick auf die
Verwendung ist in diesem Fall ein Kautschuk vorzusehen,
der eine Shore-Härte von etwa 55A besitzt und bei
Temperaturen von etwa -50ºC bis etwa 100ºC verwendet
werden kann.
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Nachdem die Dichtungsteile gebildet worden sind,
wird das ringförmige Halteelement 1 in derselben
Form gebildet. Beim Spritzgießen des ringförmigen
Halteelements aus vorzugsweise Polypropen wird zuerst
ein gerade noch flüssiger "Pfropfen" ausgehend von
der Einspritzstelle 15 gebildet. Sodann wird der
rohrförmige Gleitkörper 12 auf kontrollierte Weise
nach rechts bewegt, 50 daß sich der anfänglich
gebildete "Pfropfen" nach rechts bewegt als Ergebnis
der Bewegung des Gleitkörpers und sich dessen
Einspritzstelle aufbaut, um das Halteelement zu bilden.
Die Bildung dieses Polypropen-"Pfropfens" ist sehr
wesentlich, da, während der kontrollierten Bewegung
des Gleitkörpers nach rechts, der Polypropenpfropfen
über das Material der zuvor gebildeten Dichtungsteile
2 und 3 gleitet. Dieses verhindert, daß das Material
der Dichtungsteile in den Formhohlraum zwischen
dem Polypropenpfropfen und dem Gleitkörper gedrückt
wird und Ungleichförmigkeiten entstehen können.
In Fig. 4 entspricht der Bereich über die
gestrichelten Linie 11 hinaus dem anfänglich an der
Einspritzstelle gebildeten Polypropenpfropfen. Dieser
Bereich ist die Distanz, über die der rohrförmige
Gleitkörper nach rechts bewegt wird. Es wird darauf
hingewiesen, daß der Polypropenpfropfen während
des kontrollierten Zurückziehens des Gleitkörpers
flüssig bleibt. Während der Bildung des Halteelements
nimmt dieser Pfropfen aus Flüssigpolypropen Teile
der bereits gebildeten Dichtungsteile 2 und 3 mit,
jedoch ohne die Dichtungseigenschaften der
Dichtungselemente zu beeinträchtigen.
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Indem so das Spritzgießen allmählich durchgeführt
wird, werden ein oder mehrere Spritzgießkanäle 13
(vgl. Fig. 2 und 3) in dem Verbindungsteil 9 der
beiden Dichtungsteile erzeugt, wobei diese Kanäle
gleichzeitig an der anderen Stirnseite des
Halteelements als kanalförmige Öffnungen 14 erscheinen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird nur ein
(oder mehr als ein) Vorsprung wie etwa 15 durch
das Spritzgießen erzeugt.
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Obgleich die Dichtungsteile bei den obigen
Ausführungsformen von einem thermoplastischen
Elastomeren wie etwa dem als Santoprene
vertriebenen thermoplastischen Kautschuk gebildet sind,
können ersichtlich andere Kautschuke verwendet
werden, vorausgesetzt, sie besitzen eine günstige
Shore-Härte zusätzlich zu einem
Einsatztemperaturbereich, der ausreichend groß ist.