DD239981A1 - METHOD AND DEVICE FOR THE INJECTION OF THIN-WALLED METAL PARTS - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR THE INJECTION OF THIN-WALLED METAL PARTS Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zum Umspritzen von duennwandigen Metallteilen mit Thermoplast, die bei der Herstellung von Radial-Wellendichtungen, vorzugsweise von Abdichtungen an Waelz- und Gleitlagern anwendbar ist. Ziel der Erfindung ist es, Dichtscheiben, insbesondere aus Polyurethan-Elastomer, mit innenliegendem metallischem Stuetzkoerper in verschiedenartigen geometrischen Ausfuehrungen kostenguenstig und materialoekonomisch herzustellen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein instabiles duennwandiges, insbesondere ringfoermiges metallisches mit thermoplastischem Kunststoff zu umspritzendes Einlegeteil innerhalb eines Formhohlraumes derart zu fixieren und eine hierzu erforderliche Vorrichtung geometrisch so zu gestalten, dass das Einlegeteil vollkommen mit Spritzmasse umgeben wird. Die Erfindung wird geloest, indem ein geometrisch vielfaeltig gestaltetes metallisches Einlegeteil derart durch Vorrichtungshaelften geklemmt wird, dass sich dieses inmitten eines Formhohlraumes, welches dem Profil des herzustellenden Formteiles entspricht, waehrend des Spritzgiessens in schwebender Lage befindet und allseitig beschichtet wird. Fig. 2The invention relates to methods and apparatus for overmoulding of thin-walled metal parts with thermoplastic, which is applicable in the manufacture of radial shaft seals, preferably seals on rolling and plain bearings. The aim of the invention is to produce gaskets, in particular made of polyurethane elastomer, with internal metallic support body in various geometrical Ausführstungen cost-effectively and materialoekonomisch. The object of the invention is to fix an unstable thin-walled, in particular ring-shaped metallic insert to be encapsulated with thermoplastic material within a mold cavity in such a way and geometrically to design a device required for this purpose so that the insert is completely surrounded by injection molding compound. The invention is achieved by clamping a geometrically manifold shaped metallic insert part in such a way that it is in the middle of a mold cavity, which corresponds to the profile of the molded part to be produced, during the injection molding in a floating position and coated on all sides. Fig. 2

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung findet vorwiegend Anwendung bei der Herstellung von Radial-Wellendichtungen, insbesondere von Abdichtungen an Wälz- und Gleitlagern, die aus mit Thermoplast, insb. Polyurethan-Elastomer umspritzten dünnwandigen metallischen Stützkörpern bestehen.The invention is mainly used in the production of radial shaft seals, in particular of seals on rolling and plain bearings, which consist of thermoplastic, esp. Polyurethane elastomer molded thin-walled metallic support bodies.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die bekannten Lösungen zur Herstellung von Dichtscheiben zeichnen sich überwiegend dadurch aus, daß um ein dünnwandiges Metallteil (nachfolgend Stützkörper benannt) eine mehr oder weniger geschlossene, zum Teil profilierte Schicht von modifiziertem Gummi oder synthetischem Kautschuk durch Vulkanisation aufgetragen wird.The known solutions for the production of sealing disks are characterized mainly by the fact that a more or less closed, partially profiled layer of modified rubber or synthetic rubber is applied by vulcanization to a thin-walled metal part (hereinafter called support body).

Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung derartiger Dichtscheiben benötigen neben einer hohen Anlagen-Investition technologisch bedingte Vorbereitungen der metallischen Stützkörper, um eine mechanisch feste Verbindung zwischen Metall und Gummi oder Kautschuk einzugehen.Methods and apparatus for producing such gaskets require not only a high plant investment technologically conditioned preparations of the metallic support body to enter into a mechanically strong connection between metal and rubber or rubber.

Ein besonderer Nachteil der bekannten Verfahren ist die Beseitigung des Gummikuchens an ausgeformten Funktionsstellen. Hierbei kann vorrangig im Bereich der Dichtlippe ein Ausreißen auftreten, welches im nachfolgenden Einsatzfall zu Undichtheiten im Wälzlager führen könnte. Weitere Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zeichnen sich dadurch aus, daß durch die unexakte Justierung der Stützkörper, Exzentrizitäten zwischen Außen-Innenrand des Stützkörpers und Außen-Innenrand der Dichtscheibe auftreten können. Die nachteiligen Folgen für den Einsatzfall der Dichtscheiben aus Thermoplast im Wälzlager mittels bisheriger Verfahren und Vorrichtungen sind mögliche Undichtheiten und erhöhter, einseitiger Reibungswiderstand an den Dichtlippen.A particular disadvantage of the known methods is the removal of the rubber cake on molded workstations. In this case, a tear may occur primarily in the region of the sealing lip, which could lead to leaks in the rolling bearing in the subsequent application. Further disadvantages of the known methods and devices are characterized by the fact that, due to the inexact adjustment of the supporting body, eccentricities between the outer inner edge of the supporting body and the outer inner edge of the sealing disc can occur. The adverse consequences for the application of the sealing discs made of thermoplastic in bearings by previous methods and devices are possible leaks and increased, one-sided frictional resistance of the sealing lips.

Ein Teil der bekannt gewordenen Verfahren und Vorrichtungen weisen darüber hinaus einen hohen manuellen Arbeitszeitaufwand aus. Die gemäß AT-PS 290 225 und AT-PS 309 919 offenbarten Darlegungen zeigen zum Verfahren und Erzeugnis eine entsprechend den heutigen Anforderungen und Erwartungen nicht befriedigende Lösung.In addition, part of the known methods and devices have a high manual workload. The disclosures disclosed in accordance with AT-PS 290 225 and AT-PS 309 919 show a method and product that is unsatisfactory in accordance with today's requirements and expectations.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es. Verfahren und Vorrichtung zu schaffen, die es gestatten, Dichtscheiben, insbesondere aus Polyurethan-Elastomer, mit innenliegendem metallischem Stützkörper in verschiedenartigen geometrischen Ausführungen kostengünstig, den anwendungstechnischen Erfordernissen entsprechend und materialökonomisch zweckmäßig herzustellen.The aim of the invention is. To provide a method and apparatus which make it possible to manufacture sealing disks, in particular made of polyurethane elastomer, with internal metallic support body in various geometric designs cost-effective, the application requirements and material economically appropriate.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine instabiles dünnwandiges, insbesondere ringförmiges metallisches mit thermoplastischem Kunststoff zu umspritzendes Einlegeteil innerhalb eines Formhohlraumes derart zu fixieren und eine hierzu erforderliche Vorrichtung geometrisch so zu gestalten, daß das Einlegeteil vollkommen mit Spritzmasse umgeben wird.It is the object of the invention to fix an unstable thin-walled, in particular annular metallic insert to be encapsulated with thermoplastic material within a mold cavity in such a way and geometrically to design a device required for this purpose that the insert is completely surrounded by injection molding compound.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß ein geometrisch vielfältig gestaltetes metallisches Einlegeteil derart durch Vorrichtungshälften geklemmt wird, daß sich dieses inmitten eines Formhohlraumes, welches dem Profil des herzustellenden Formt iles entspricht, während des Spritzgießens in schwebender Lage befindet. Das Einlegeteil wird allseitig beschichtet ohne vorherige Sonderbehandlung wie Entfetten, Sandstrahlen oder Aufbringen von Haftvermittlern.The essence of the invention is that a geometrically diverse designed metallic insert is clamped by device halves such that this is in the midst of a mold cavity, which corresponds to the profile of the manufactured Formt iles, during the injection molding in a floating position. The insert is coated on all sides without prior special treatment such as degreasing, sandblasting or application of adhesion promoters.

Durch das Einbringen von auf die Größe des Einlegeteiles abgestimmten Durchflußöffnungen im Einlegeteil wird eine formschlüssige stabile Ummantelung des Einlegeteils garantiert.By introducing adapted to the size of the insert flow openings in the insert a positive stable sheath of the insert is guaranteed.

Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Spritzgießwerkzeug (Vorrichtung) mehrere maßlich und geometrisch abgestimmte Positionierungsstifte im oberen und unteren Vorrichtungsteil angeordnet. Die Positionierungsstifte stehen imTo realize the method according to the invention, a plurality of dimensionally and geometrically coordinated positioning pins are arranged in the upper and lower device part in the injection molding tool (device). The positioning pins are in

geschlossenen Zustand mit dem Einlegeteil in Verbindung, wobei das Einlegeteil zwischen den Positionierungsstiften nicht starr fixiert ist.closed state with the insert in connection, wherein the insert between the positioning pins is not rigidly fixed.

Die in den Formhohlraum eingespritzte Kunststoffmasse befindet sich vorwiegend auch zwischen Positionierungsstiften im oberen Vorrichtungsteil und Einlegeteil. Die der Formteiloberseite zugekehrten Positionierungsstifte sind kegelig, kugelförmig oder prismenförmig und die der Formteilunterseite zugekehrten Positionierungsstifte sind flach ausgebildet.The injected into the mold cavity plastic compound is mainly located between positioning pins in the upper part of the device and insert. The positioning of the top part facing pins are conical, spherical or prismatic and the mold bottom facing positioning pins are flat.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden, wobei speziell der Anwendungsfall zur Herstellung von Dichtscheiben für Rädialrillenkugellager beschrieben wird.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment, the application case for the production of sealing washers for radial deep groove ball bearings being described in particular.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigenIn the accompanying drawings show

Figur 1: Vorrichtungsoberteil und -unterteil mit einzulegendem metallischen Einlegeteil (Stützkörper) in geöffnetem Zustand Figur 2: Vorrichtung im geschlossenen Zustand nach vollendetem Spritzvorgang mit vollständig ummanteltem Metallstützkörper,Figure 1: device upper part and lower part with einzulegendem metallic insert (support body) in the open state Figure 2: device in the closed state after completion of the injection process with fully encased metal support body,

noch verbunden mit dem Angußsystem -still connected to the sprue system -

Zur Erläuterung des Ausführungsbeispieles wird die geöffnete Vorrichtung in horizontaler Lage in die Spritzgießmaschine eingebaut und entsprechend Figur 1 beschrieben. Ein zu umspritzendes Einlegeteil 3, beispielsweise Stützkörper wird auf Positionierungsstifte 4 im Vorrichtungs,jnterteil 5 so aufgelegt, daß sich kreisrunde Durchflußöffnungen 6 im Einlegeteil 3 zwischen den Positionierungsstiften 4 befinden. Danach werden beide Vorrichtungshälften geschlossen. Die in einem Vorrichtungsoberteil 1 angeordneten Positionierungsstifte 2 sind in der in einem Formhohlraum der Vorrichtung hineinragenden Höhe so abgestimmt, daß im geschlossenen Zustand der Vorrichtungshälften ein Abstand von 0,02 mm bis 0,05 mm zwischen Positionierungsstiften 2 und Einlegeteil 3 eingehalten wird. Mit dieser beschriebenen Vorrichtungsgestaltung und den zugeordneten technologischen Einstellwerten an der Spritzgießmaschine wird eine geschlossene Polyurethan-Elastomer-Oberfläche um das Einlegeteil 3, insbesondere um die Positionierungsstifte 2 im Vorrichtungsoberteil 1 und damit auf der Sichtfläche des Formteiles 11 (Angriffsfläche für Korrosion) garantiert.To explain the embodiment, the opened device is installed in a horizontal position in the injection molding machine and described in accordance with Figure 1. An insert 3 to be encapsulated, for example supporting body, is placed on positioning pins 4 in the device, jnterteil 5 so that there are circular flow openings 6 in the insert 3 between the positioning pins 4. Thereafter, both halves of the device are closed. The arranged in a device upper part 1 positioning pins 2 are tuned in the protruding in a mold cavity of the device height so that in the closed state of the device halves a distance of 0.02 mm to 0.05 mm between positioning pins 2 and insert 3 is met. With this described device design and the associated technological setting values on the injection molding machine, a closed polyurethane elastomer surface around the insert 3, in particular around the positioning pins 2 in the device upper part 1 and thus on the visible surface of the molded part 11 (corrosion attack surface) is guaranteed.

Beim Einsatzfall als Radialwellendichtungen für Wälzlager werden die besonderen Anforderungen nach einer homogenen Oberfläche, einer geometrisch vollständig und gratfrei ausgebildeten Dichtlippe durch die besondere Auswahl des Angußsystems 7 und des Verlaufes der Vorrichtungstrennebene 10 erfüllt.When used as radial shaft seals for rolling bearings, the special requirements for a homogeneous surface, a geometrically complete and burr-free formed sealing lip by the particular selection of the gate system 7 and the course of the device parting plane 10 are met.

Das gewählte Angußsystem 7, das die Formteile umfangseitig umschließt, wird im Nacharbeitsgang durch mechanisches Trennen mittels Schneidvorrichtung entfernt. Die zur Anwendung kommenden Polyurethan-Elastomere bedürfen einer Vorbehandlung in folgenden Parametern:The selected runner system 7, which surrounds the molded parts on the circumference, is removed by mechanical cutting by means of a cutting device in the subsequent operation. The polyurethane elastomers used require pretreatment in the following parameters:

- Zerkleinern des Splittergranulates auf eine Korngröße < 4 mm- Crushing the splinter granules to a particle size <4 mm

- Beimengung von flüssigem Gleitmittel von 0,25 Vol.-% bis 0,3 Vol.-% unter der Bedingung der Ausnutzung von Restwärme aus dem Vortrocknungsprozeß zur besseren Benetzung des Splittergranulates im Temperaturintervall < 353 0K > 333 0K- Adding liquid lubricant from 0.25 vol .-% to 0.3 vol .-% under the condition of the utilization of residual heat from the predrying process for better wetting of the splinter granules in the temperature range <353 0 K > 333 0 K.

Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:The invention achieves the following advantages:

- höhere Lebensdauer der Formteile, insbesondere Dichtscheiben,- longer life of the molded parts, in particular sealing washers,

- Verfahren und Vorrichtung kann mit jeder geeigneten Spritzgießmaschine, die die Einhaltung der technologischen Parameter garantiert, ohne spezielle Anpassung realisiert werden,- Method and device can be realized with any suitable injection molding machine, which guarantees compliance with the technological parameters, without special adaptation,

- Realisierung von gleichzeitig mehreren Formteilen, auch unterschiedlicher Typen, in einem Arbeitsgang,- Realization of simultaneously several moldings, also of different types, in one operation,

- Sicherung der Herstellung von Elastomerformteilen im Großserienprozeß.- Ensuring the production of elastomer moldings in the mass production process.

Claims (3)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Verfahren zum Umspritzen von dünnwandigen Metallteilen mit Thermoplast, insbesondere Polyurethan-Elastomer, bei dem ein mit thermoplastischer Spritzmasse zu verbindendes metallisches Einlegeteil, beispielsweise Stützkörper für Wälzlagerdichtringe, mit thermoplastischem Kunststoff im dichtungswirksamen Bereich beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das geometrisch vielfältig gestaltete metallische Einlegeteil (3) derart durch Vorrichtungshälften geklemmt wird, daß sich dieses inmitten eines Formhohlraumes, welches dem Profil des herzustellenden Formteiles (11) entspricht, während des Spritzgießens in schwebender Lage befindet und allseitig beschichtet wird ohne vorherige Sonderbehandlung, wie Entfetten, Sandstrahlen oder Aufbringen von Haftvermittlern.1. A method for overmolding of thin-walled metal parts with thermoplastic, in particular polyurethane elastomer, in which a thermoplastic injection molding compound to be joined metal insert, for example, supporting body for rolling bearing, is coated with thermoplastic in the sealing effective range, characterized in that the geometrically diverse designed metallic Insert (3) is clamped by device halves that this midst of a mold cavity, which corresponds to the profile of the molded part (11), during the injection molding is in a floating position and coated on all sides without prior special treatment, such as degreasing, sandblasting or application of adhesion promoters. 2. Vorrichtung zum Umspritzen von dünnwandigen Metallteilen mit Thermoplast, bestehend aus einen Formhohlraum umschließende Vorrichtungsteile, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere maßlich und geometrisch abgestimmte Positionierungsstifte (2, 4) im Vorrichtungsoberteil (1) und Vorrichtungsunterteil (5) angeordnet sind, die mit dem Einlegeteil (3) im geschlossenen Zustand in Verbindung stehen, wobei das Einlegeteil (3) zwischen den Positionierungsstiften (2, 4) nicht starr fixiert ist, so daß die in den Formhohlraum eingespritzte Kunststoffmasse vorwiegend auch zwischen Positionierungsstiften (4) im Vorrichtungsoberteil (1) und Einlegeteil (3) vorhanden ist.2. A device for encapsulating thin-walled metal parts with thermoplastic, consisting of a mold cavity enclosing device parts, characterized in that a plurality of dimensionally and geometrically matched positioning pins (2, 4) in the device upper part (1) and device lower part (5) are arranged, which with the insert (3) in the closed state in conjunction, wherein the insert (3) between the positioning pins (2, 4) is not rigidly fixed, so that the injected into the mold cavity plastic mass mainly between positioning pins (4) in the device upper part (1) and Insert (3) is present. 3. Vorrichtung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Formteiloberseite (8) zugekehrten Positionierungsstifte (2) kegelig, kugelförmig oder prismenförmig und die der FormteilunterseitP. "?) zugekehrten Positionierungsstifte (4) flach ausgebildet sind.3. Device according to item 2, characterized in that the molded part of the upper side (8) facing positioning pins (2) conical, spherical or prism-shaped and the molding TeilseitseitP. "?) facing the positioning pins (4) are formed flat.
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