DD238014A1 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF COMPOSITE BODIES - Google Patents

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Hannes Michael
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Reinhard Schramme
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Elektrogeraete Ingbuero Veb
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Verbundkoerpern aus umformbaren Formstoff und einer urformbaren Formmasse. Das Ziel der Erfindung ist ein verringerter Aufwand zur Herstellung und zur Vereinigung der aus verschiedenen Materialien bestehenden Teile des Verbundkoerpers sowie eine Verbesserung der funktionellen Eigenschaften des Verbindungsbereiches. Aufgabe der Erfindung ist es, mit einer eingeschraenkten Anzahl an Verfahrensschritten die Herstellung der Teile und ihr Zusammenfuegen zu realisieren, wobei der Verbindungsbereich zwischen den Werkstoffen direkt, unloesbar und spaltfrei ist. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe geloest, indem ein umformbarer Formstoff als Halbzeug in eine Form eingelegt und durch eine im Zustand der Urformfaehigkeit befindliche Formmasse als Druckuebertragungsmittel umgeformt und in die der Druckrichtung entsprechenden Konturen gepresst wird und die druckbeaufschlagte Formmasse, die weiteren Konturen der Form ausfuellend, in ihrer geometrischen Ausbildung fixiert wird. Anwendungsgebiete der Erfindung liegen in der Herstellung von kraft- und bewegungsuebertragenden Elementen, Passteilen, Lagern und Isolierkoerpern.The invention relates to the production of composite bodies of deformable molding material and a formable molding material. The object of the invention is a reduced effort for producing and combining the parts made of different materials of Verbundskerpers and an improvement of the functional properties of the connection area. The object of the invention is to realize the production of the parts and their joining with a limited number of process steps, wherein the connection area between the materials is direct, unlosionable and gap-free. According to the invention, this object is achieved by inserting a deformable molding material as a semifinished product into a mold and shaping it as a pressure-transfer agent by a molding material in the state of original formability and pressing it into the contours corresponding to the printing direction and filling the pressurized molding composition filling the further contours of the mold their geometric training is fixed. Areas of application of the invention lie in the production of force and motion-transmitting elements, fitting parts, bearings and Isolierkoerpern.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Verbundkörpern aus umformbaren Formstoff und einer urformbaren Formmasse in Gieß-, Spritzgieß-, Preß- und Spritzpreßformen unter Beachtung werkstoffspezifischer Druck-, Temperatur- und Zeitbedingungen.The invention relates to the production of composites of formable molding material and a urformbaren molding composition in casting, injection molding, pressing and Spritzpreßformen under consideration of material-specific pressure, temperature and time conditions.

Diese Verbundkörper sind beispielsweise im Maschinenbau als kraft- und bewegungsübertragende Elemente, toleranzausgleichende Lager und Paßteile, in der Elektrotechnik als hochspannungsfeste Isolierkörper, Störschutzelemente, als wasserdichte Hüllteile für Spannungs- und Stromführungen und in der Medizintechnik als physiologisch indifferente Funktionselemente einsetzbar.These composites are used, for example, in mechanical engineering as force and motion transmitting elements, tolerance compensating bearings and fittings, in electrical engineering as high voltage resistant insulating body, Störschutzelemente, as waterproof Hüllteile for voltage and current and in medical technology as physiologically indifferent functional elements.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die Eigenschaften der verschiedenen Werkstoffe, wie beispielsweise die hohe Oberflächenhärte und Temperaturbeständigkeit des Duroplasts, die Hochspannungsfestigkeit und das zäh-elastische Verhalten des Thermoplasts, die elastische Verformbarkeit und die Variierbarkeit der elektrischen Leitfähigkeit des Elastomers, die gute elektrische Leitfähigkeit und die hohe mechanische Fertigkeit der Metalle lassen den Einsatz verschiedener Werkstoffe in geometrisch kompatiblen Teilen innerhalb eines Verbundkörpers sinnvoll erscheinen, an den hinsichtlich seiner Eigenschaften unterschiedlichste Forderungen gestellt sind. So ist es aus DD-PS 139929 bekannt, zur Ausnutzung der unterschiedlichen vorteilhaften Eigenschaften zweier Plasten diese als Einzelteile in einem Verbundkörper zu vereinigen. Diese einzelteile werden formschlüssig, kraftschlüssig oder mittels weiterer Teile bzw. zusätzlicher Zwischenschichten miteinander verbunden. In Wasser dispergierfähige Materialien sind als zusätzliche Zwischenschicht zum Zusammenfügen der Einzelteile genannt.The properties of the different materials, such as the high surface hardness and temperature resistance of the thermoset, the high-voltage strength and the thermo-elastic behavior of the thermoplastic, the elastic deformability and the variability of the electrical conductivity of the elastomer, the good electrical conductivity and the high mechanical capability of the metals make the use of different materials in geometrically compatible parts within a composite appear reasonable, are placed on the demands of its various properties. Thus, it is known from DD-PS 139929, for exploiting the different advantageous properties of two plastics to unite them as individual parts in a composite body. These items are positively, non-positively connected or by means of other parts or additional intermediate layers together. Water-dispersible materials are mentioned as an additional intermediate layer for joining the individual parts.

Nachteilig an der bekannten Lösung ist der hohe Aufwand zur Herstellung der Einzelteile und zu deren Zusammenfügen sowie das Erfordernis einer zusätzlichen Zwischenschicht, die eine geringere mechanische Belastbarkeit, einen höheren Verschleiß und eine niedrigere Wärmebeständigkeit des Verbindungsbereiches nach sich zieht.A disadvantage of the known solution is the high cost of producing the individual parts and their joining and the requirement of an additional intermediate layer, which entails a lower mechanical strength, a higher wear and a lower heat resistance of the connection area.

Ziel der ErfindungObject of the invention

DasZiel der Erfindung ist ein verringerter Aufwand zur Herstellung und zur Vereinigung der Teile des Verbundkörpers sowie eine Verbesserung derfunktionellen Eigenschaften des Verbindungsbereiches.The aim of the invention is to reduce the expense of making and combining the parts of the composite as well as improving the functional properties of the bond region.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einer eingeschränkten Anzahl an Verfahrensschritten die Herstellung der Teile des Verbundkörpers und ihr Zusammenfügen zu realisieren, wobei der Verbindungsbereich zwischen den Werkstoffen direkt, unlösbar und spaltfrei ist.The object of the invention is to realize the production of the parts of the composite body and their joining with a limited number of process steps, wherein the connection area between the materials is direct, insoluble and gap-free.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem ein umformbarer Formstoff als Halbzeug in eine Form eingelegt und durch eine im Zustand der Urformfähigkeit befindliche Formmasse als Druckübertragungsmittel umgeformt und in die der Druckrichtung entsprechenden Konturen gepreßt wird und die druckbeaufschlagte Formmasse, die weiteren Konturen der Form ausfüllend, in ihrer geometrischen Ausbildung fixiert wird.According to the invention, this object is achieved by a formable molding material inserted as a semi-finished product in a mold and formed by a formability in the form of forming material as a pressure transfer medium and pressed into the printing direction corresponding contours and the pressurized molding compound, the other contours of the form fills in their geometric training is fixed.

Die erfindungsgemäße Lösung umfaßt einen großen Bereich von Verarbeitungstemperaturen der als Druckübertragungsmittel wirkenden Formmasse, die zum Umformen des als Halbzeug in die Form eignelegten Formstoffes verwendet wird. So kann die Urformfähigkeit der als Druckübertragungsmittel wirkenden Formmasse im heißen Zustand, beispielsweise bei heiß vulkanisierenden Elastomeren, bei Thermoplasten, Duroplasten, bei einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisenden Metallen und Metallegierungen oder im kalten Zustand, beispielsweis ebei kaltvulkanisierenden Elastomeren und chemisch reaktiven Harzen, vorliegen.The solution according to the invention comprises a wide range of processing temperatures of the molding composition acting as a pressure transfer agent, which is used for forming the molding material used as a semi-finished product in the mold. Thus, the Urformfähigkeit acting as a pressure transfer agent molding compound in the hot state, for example in hot vulcanizing elastomers, thermoplastics, thermosets, low melting point metals and metal alloys or in the cold state, for example ebei cold vulcanizing elastomers and chemically reactive resins present.

Ein weiterer Bereich der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich aus den zur Fixierung der Formmasse erforderlichen Temperaturen.Another area of the solution according to the invention results from the temperatures required for fixing the molding compound.

Die Kombination der hinsichtlich Formgebung und Fixierung genannten Gruppierungen der als Druckübertragungsmittel wirkenden Formmasse führt zu vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.The combination of the formations and fixations mentioned groups of acting as a pressure transfer agent molding compound leads to advantageous embodiments of the manufacturing method of the invention.

Die mit Druck beaufschlagte Formmasse realisiert die Formgebung des als Halbzeug eingelegten Formstoffs und bildet, die weiteren Konturen der Form ausfüllend und fixiert, einen weiteren an der geometrischen Ausbildung des Verbundkörpers beteiligten Formstoff, wobei sich zwischen den beiden Konturen bildenden Formstoffen eine direkte, unlösbare und spaltfreie Verbindung ausbildet.The pressurized molding compound realizes the shaping of the molding material inserted as semifinished product and, filling and fixing the further contours of the mold, forms another molding material involved in the geometric formation of the composite body, with a direct, permanent and non-releasable molding material forming between the two contours Compound forms.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Gezeigt ist eine Spritzpreßform zur Herstellung eines als Kerzenstecker dienenden Verbundkörpers.The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Shown is a Spritzpreßform for producing a serving as a plug connector composite body.

In einer Form 1 wird eine definierte Kontur 2 durch ein als Strom- bzw. Spannungsführung dienendes Einlegeteil gebildet. Über das Einlegeteil ist ein hülsenförmiges Halbzeug 3 aus umformbarem Formstoff geführt, das mit weiteren Konturen 4 der Form 1 einen Raum 5 bildet. Nach dem Schließen der Form 1 wird über den Anguß 6 eine urformbare Formmasse in den Raum 5 der Form 1 gepreßt. Diese füllt den Raum 5 aus ufnd führt, sich an das Halbzeug 3 anlegend.zu dessen Umformung und Anpressung an die Kontur 2, wobei die druckbeaufschlagte Formmasse die weiteren äußeren Konturen 4 der Form 1 ausfüllt und in dieser geometrischen Ausbildung fixiert wird.In a mold 1, a defined contour 2 is formed by an insert serving as a current or voltage guide. About the insert a sleeve-shaped semifinished product 3 is made of deformable molding material, which forms a space 5 with further contours 4 of the mold 1. After closing the mold 1, a urformable molding material is pressed into the space 5 of the mold 1 via the sprue 6. This fills the space 5 from ufnd leads, to the semifinished product 3 einlgend.zu its deformation and contact pressure on the contour 2, wherein the pressurized molding compound fills the other outer contours 4 of the mold 1 and is fixed in this geometric design.

Bei dem aus der Form 1 entnehmbaren Kerzenstecker wurde als umformbarer Formstoff (Halbzeug 3) ein Thermoplast gewählt, der für den Kerzenstecker die geforderte Spannungsfestigkeit bringt. In kostengünstiger Hinsicht bildet das Elastomer die weiteren äußeren Konturen 4, die auch der Arretierung dienende Elemente aufweisen können.In the case of the candle plug which can be removed from the mold 1, a thermoplastic material was selected as the deformable molding material (semifinished product 3) which brings the required dielectric strength for the plug connector. In terms of cost, the elastomer forms the further outer contours 4, which may also have the locking serving elements.

Bei entsprechend gewählter Leitfähigkeit des Elastomers ist dieses als umhüllender Störschutz, bei hohem Vernetzungsgrad auch als Stabilisierungselement mit duroplastischen Eigenschaften ausführbar.With suitably selected conductivity of the elastomer this is as an enveloping interference protection, with high degree of crosslinking also as a stabilizing element with thermosetting properties executable.

Ersetzt man das die definierte Kontur 2 bildende Einlegeteil durch langfaserige Füllstoffe, z. B. Glasfasern, ordnet diese im Inneren rotationssymmetrischer hohlprofiliger Halbzeuge oder zwischen flächenförmigen Halbzeugen an und verformt die Halbzeuge durch eine druckbeaufschlagte urformbare Formmasse, so lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch großflächige und -volumige Formteile, wie sie im Fahrzeug- und Möbelbau eingesetzt werden, herstellen.If you replace the defined contour 2 forming insert by long-fiber fillers, z. As glass fibers, arranging these inside rotationally symmetrical hollow profile semi-finished products or between sheet-like semi-finished products and deforms the semi-finished products by a pressurized urformbare molding compound, so can also process and large-volume moldings, such as those used in vehicle and furniture, according to the inventive method, produce.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß sich bei der Verformung des Halbzeuges 3 der betreffende Formstoff an die definierten Konturen 2 anlegt, ohne über Stoßflächen, z. B. zwischen der Form 1 und einem die definierten Konturen 2 bildenen Einlegeteil, in konstruktiv bedingte Hohlräume des Einlegeteils einzudringen. Es ergeben sich saubere Materialgrenzen. Somit entfällt ein nachträgliches Beschneiden bzw. Säubern.Another advantage of the method lies in the fact that in the deformation of the semifinished product 3 of the molding material in question to the defined contours 2 creates without impact surfaces, z. B. between the mold 1 and a defined contours 2 forming insert to penetrate into constructive cavities of the insert. This results in clean material boundaries. This eliminates subsequent trimming or cleaning.

In Abhängigkeit der Anforderungen an weitere erfindungsgemäß herzustellende Verbundkörper kann der Formstoff für das Halbzeug sowohl ein verformbarer Plast als auch ein verformbares Metall sein.Depending on the requirements of further composite bodies to be produced according to the invention, the molding material for the semifinished product can be both a deformable plastic and a deformable metal.

Die zur Formgebung eingesetzte und hierzu druckbeaufschlagte Formmasse kann ein Metall oder ein Plast sein, der die erforderliche urformbare Beschaffenheit im kalten oder heißen Zustand aufweist und in einer heißen oder kalten Form fixiertThe molding composition used for this purpose and pressurized therefor can be a metal or a plastic which has the required thermoformable state in the cold or hot state and is fixed in a hot or cold form

Die Urformtemperatur des als Halbzeug eingelegten Formstoffes muß jedoch höher sein als die der urzuformenden und als Druckmedium dienenden Formmasse.However, the primary mold temperature of the inserted as a semi-finished molding material must be higher than that of the urzuformenden and serving as a pressure medium molding compound.

Claims (8)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern aus umformbaren Formstoff und einer urformbaren Formmasse, die im Verbundkörper als geometrisch kompatible Teile die jeweils zugeordnete äußere bzw. innere Gestaltung bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß der umformbare Formstoff als Halbzeug (3) in eine Form (1) eingelegt und durch die im Zustand der Urformfähigkeit befindliche Formmasse als Druckübertragungsmittel umgeformt und in die der Druckrichtung entsprechenden Konturen (2) gepreßt wird und die druckbeaufschalgte Formmasse, die weiteren Konturen (4) der Form ausfüllend, in ihrer geometrischen Ausbildung fixiert wird.1. A process for the production of composites of formable molding material and a urformbaren molding composition which determine the respectively associated outer or inner design in the composite as geometrically compatible parts, characterized in that the deformable molding material as a semi-finished product (3) in a mold (1) inserted and formed by the molding material in the state of Urformfähigkeit formed as a pressure transmission means and in the printing direction corresponding contours (2) and the druckbeaufschalgte molding compound, the other contours (4) filling the form is fixed in its geometric design. 2. Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verformung und Formgebung des als Halbzeug (3) in die auf die Vulkanisationstemperatur erwärmte Form (1) eingelegten Formstoffesein heißvulkanisierendes Elastomer eingesetzt wird.2. A process for the production of composite bodies according to claim 1, characterized in that for the deformation and shaping of the semifinished product (3) in the heated mold to the vulcanization temperature (1) inserted Formstoffesein Heißvulkanisierendes elastomer is used. 3. Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verformung und Formgebung des als Halbzeug (3) eingelegten Formstoffes eine im kalten Zustand urformbare Formmasse eingesetzt wird, auf deren Fixierungstemperatur die Form (1) vorgewärmt ist.3. A process for the production of composite bodies according to claim 1, characterized in that for deformation and shaping of the semifinished product (3) inserted molding material urformable in the cold state molding compound is used, is preheated to the fixing temperature of the mold (1). 4. Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verformung und Formgebung des als Halbzeug (3) in die kalte Form (1) eingelegten Formstoffes eine im erhitzten Zustand urformbare Formmasse eingesetzt ist.4. A process for the production of composite bodies according to claim 1, characterized in that for the deformation and shaping of the semifinished product (3) in the cold mold (1) inserted molding material used in the heated state urformbare molding material. 5. Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verformung und formgebung des als Halbzeug (3) in die kalte Form (1) eingelegten Formstoffes eine im kalten Zustand urformbare und aushärtende Formmasse eingesetzt ist.5. A process for the production of composite bodies according to claim 1, characterized in that for the deformation and shaping of the semifinished product (3) in the cold mold (1) inserted molding material used in a cold state urformbare and curing molding composition. 6. Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbzeug (3) ein metall und zu dessen Verformung und Formgebung ein Plast eingesetzt ist.6. A process for the production of composite bodies according to claim 4, characterized in that a metal is used as a semi-finished product (3) and a plastic for its deformation and shaping. 7. Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbzeug (3) ein Plast und zu dessen Verformung und Formgebung ein Metall eingesetzt ist.7. A process for the production of composite bodies according to claim 4, characterized in that a plastic is used as a semi-finished product (3) and a metal for its deformation and shaping. 8. Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Halbzeug (3) als auch die zu dessen Verformung und Formgebung eingesetzte Formmasse Metalle sind.8. A process for the production of composite bodies according to claim 4, characterized in that both the semifinished product (3) and the molding material used for its deformation and shaping are metals.
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