DE10019626A1 - Verfahren und Formwerkzeug zur Herstellung eines Kunststoff-Hohlkörpers - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren und ein Formwerkzeug zur Herstellung eines Kunststoff-Hohlkörpers vorgeschlagen. Man verwendet ein zwei Werkzeugeinheiten (7, 8) aufweisendes Formwerkzeug (6), das im geschlossenen Zustand eine die Formgebung des Hohlkörpers (1) vorgebende Formkammer (12) begrenzt. Vor dem Schließen des Formwerkzeuges (6) werden die Formkammer-Wandflächen (13a, 13b) mit Kunststoffmaterial (24a, 24b) beschichtet. Außerdem wird auf mindestens eine Fügefläche (14a, 14b) der Werkzeugeinheiten (7, 8) weiteres Kunststoffmaterial (26) aufgetragen. Beim Schließen des Formwerkzeuges (6) wird das im Fügebereich (15) befindliche weitere Kunststoffmaterial (26) in die Formkammer (12) verdrängt und stellt eine stoffschlüssige feste Verbindung zwischen dem in der Nachbarschaft des Fügebereiches (15) auf die Formkammer-Wandfläche (13a, 13b) aufgebrachten Kunststoffmaterial her.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Hohlkörpers, der eine einen gefüllten oder unge­ füllten Hohlraum begrenzende, aus Kunststoffmaterial beste­ hende Hohlkörperwand aufweist. Desweiteren betrifft die Er­ findung ein zur Durchführung des Verfahrens besonders geeig­ netes Formwerkzeug.

Aus Kunststoffmaterial bestehende Hohlkörper sind vielfach anzutreffen, beispielsweise in Gestalt von Behältnissen oder von anderen technischen Teilen, beispielsweise Stoßstangen. Sie verfügen über eine einen geschlossenen Hohlraum begren­ zende und aus Kunststoffmaterial bestehende Hohlkörperwand, wobei der Hohlraum entsprechend dem Verwendungszweck des Kunststoff-Hohlkörpers ungefüllt oder ganz oder teilweise ge­ füllt sein kann. Ein gefüllter Hohlraum enthält in der Regel einen Füllschaum, der zur Aussteifung der Hohlkörperwand bei­ trägt und/oder eine wärmeisolierende Wirkung entfaltet.

Bisher gestaltet sich die Herstellung derartiger Kunststoff- Hohlkörper sehr aufwendig. In der Regel werden zunächst zwei Wandabschnitte der gewünschten Hohlkörperwand in zwei Form­ werkzeugen getrennt geformt, anschließend in einem weiteren Werkzeug zusammengesetzt und miteinander verschweißt, um schließlich in einem neuerlich weiteren Werkzeug den Füll­ schaum einzubringen. Damit verbunden sind hohe Werkzeugkosten und ein großer Zeitaufwand, was zu hohen Gestehungskosten der Kunststoff-Hohlkörper führt.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Hohlkörperwand von Kunststoff-Hohlkörpern einteilig durch ein sogenannten Blas­ verfahren herzustellen, was jedoch technologische Probleme aufwirft und für komplex geformte Teile wenig geeignet ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kosten­ günstiges, zeit- und materialsparendes Verfahren zur Herstel­ lung eines Kunststoff-Hohlkörpers vorzuschlagen. Außerdem soll ein zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignetes Formwerkzeug bereitgestellt werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Hohlkörpers, der eine einen gefüllten oder ungefüllten Hohlraum begrenzende, aus Kunststoffmaterial be­ stehende Hohlkörperwand aufweist, unter Verwendung eines mehrteiligen, wahlweise zu öffnenden und zu schließenden Formwerkzeuges, das im geschlossenen Zustand eine der ge­ wünschten Formgebung des herzustellenden Hohlkörpers entspre­ chende Formkammer begrenzt und das zwei zum Öffnen und Schließen relativ zueinander bewegbare Werkzeugeinheiten auf­ weist, die bei geschlossenem Formwerkzeug in einem der Form­ kammer zugeordneten Fügebereich mit einander zugewandten Fü­ geflächen aneinanderstoßen, wobei man bei geöffnetem Form­ werkzeug die an den beiden Werkzeugeinheiten vorgesehenen Formkammer-Wandflächen mit später die Hohlkörperwand bilden­ dem unausgehärtetem Kunststoffmaterial beschichtet sowie auf mindestens einer der Fügeflächen unausgehärtetes weiteres Kunststoffmaterial aufträgt, wonach man vor dem Aushärten des Kunststoffmaterials die Formkammer schließt und die beiden Werkzeugeinheiten so zusammenpresst, daß das im Fügebereich platzierte weitere Kunststoffmaterial zumindest partiell in die Formkammer verdrängt wird, wo es eine stoffschlüssige feste Verbindung zwischen dem in der Nachbarschaft des Füge­ bereiches auf die Formkammer-Wandflächen der beiden Werkzeug­ einheiten aufgebrachten Kunststoffmaterial herstellt.

Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich besonders ein Formwerkzeug, das zwei zum Öffnen und Schließen relativ zu­ einander in zwei einander entgegengesetzten Öffnungs- und Schließrichtungen bewegbare Werkzeugeinheiten aufweist, die im geschlossenen Zustand eine der gewünschten Formgebung des herzustellenden Hohlkörpers entsprechende Formkammer begren­ zen und mit einander zugewandten Fügeflächen aneinander an­ liegen, und die mit Spannmitteln ausgestattet ist, die es er­ möglichen, die Werkzeugeinheiten im geschlossenen Zustand in der Schließrichtung gegeneinander vorzuspannen.

Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von Kunststoff- Hohlkörpern unter Verwendung eines äußerst geringen Vorrich­ tungsaufwandes. Bei Bedarf läßt sich ein Kunststoff-Hohl­ körper unter Verwendung eines einzigen, über lediglich zwei Werkzeugeinheiten verfügenden Formwerkzeuges herstellen. Zur Formgebung des Kunststoff-Hohlkörpers wird ein mehrteiliges Formwerkzeug herangezogen, daß sich wahlweise Öffnen und Schließen läßt und das im geschlossenen Zustand eine Formkam­ mer begrenzt, deren Formkammer-Wandflächen die Außenflächen des herzustellenden Kunststoff-Hohlkörpers vorgeben. Zur Her­ stellung der Hohlkörperwand werden die Formkammer-Wandflächen bei geöffnetem Formwerkzeug mit unausgehärtetem Kunststoffma­ terial beschichtet, das beispielsweise mit einer Spritzpisto­ le oder einem Pinsel in einem oder mehreren Arbeitsgängen mit der gewünschten Schichtdicke aufgebracht wird. Eine typische Schichtdicke liegt im Bereich zwischen 0,2 und 5 mm, hängt jedoch tatsächlich vom jeweiligen technischen Bedarf ab.

Würde man das Formwerkzeug nach dem Beschichten der Formkam­ mer-Wandflächen ohne weiteres Schließen, so verbliebe im Fü­ gebereich der Werkzeugeinheiten ein getrennter Zustand oder lediglich eine schwache, unregelmäßige Verbindung zwischen dem Kunststoffmaterial der beiden Werkzeugeinheiten. Indem jedoch vor dem Schließen des Formwerkzeuges zumindest eine der einander zugewandten Fügeflächen der Werkzeugeinheiten zumindest partiell mit weiterem Kunststoffmaterial beschich­ tet wird, wird dieses weitere Kunststoffmaterial beim Zusam­ menpressen der Werkzeugeinheiten aus dem Fügebereich in die Formkammer verdrängt, wo es durch stoffschlüssige Verbindung eine feste Nahtstelle zwischen den in der Nachbarschaft des Fügebereiches auf die Formkammer-Wandflächen der beiden Werk­ zeugeinheiten aufgebrachten Kunststoffmaterials bewirkt. Hat sich das Kunststoffmaterial nach einer ersten Aushärtungszeit stabilisiert, kann das Formwerkzeug geöffnet und der hergestellte Kunststoff-Hohlkörper entnommen werden, der nun über eine auch im Fügebereich durchgängige Hohlkörperwand verfügt.

Der auf diese Weise hergestellte Kunststoff-Hohlkörper ist ungefüllt, sein Hohlraum ist, abgesehen von der eingeschlos­ senen Luft, leer. Soll hingegen ein Kunststoff-Hohlkörper hergestellt werden, dessen Hohlraum teilweise und vorzugswei­ se vollständig mit gewünschtem Material ausgefüllt ist, kann man den vom Kunststoffmaterial begrenzten Hohlraum beispiels­ weise durch Einbringen eines Füllschaumes ausschäumen oder mit einer sonstigen Füllmasse befüllen. Damit sich bei dem Ausschäumvorgang die durch das Formwerkzeug bestimmte Außen­ gestalt des Hohlkörpers nicht ändert, erfolgt der Ausschäum­ vorgang zweckmäßigerweise bei noch geschlossenem Formwerkzeug und auch vorzugsweise bei noch nicht vollständig ausgehärte­ tem Kunststoffmaterial, so daß sich eine besonders innige Verbindung zwischen dem Füllschaum und dem die Hohlkörperwand bildenden Kunststoffmaterial einstellt.

Um beim Öffnen des Formwerkzeuges ein problemlos Entformen des herstellten Kunststoff-Hohlkörpers zu gewährleisten, ver­ sieht man die Formkammer-Wandflächen und die Fügeflächen der Werkzeugeinheiten vor dem Aufbringen des Kunststoffmaterials zweckmäßigerweise mit einem einem Anhaften des Kunststoffma­ terials vorbeugenden Trennmittel.

Wird zur Herstellung der Hohlkörperwand ein Kunststoffmateri­ al verwendet, das anfänglich eine nur geringe Viskosität auf­ weist und eine große Fließneigung hat, empfiehlt sich ein Auftrag des Kunststoffmaterials auf die Formkammer-Wand­ flächen in mehreren aufeinanderfolgenden dünnen Schichten und ein Schließen des Formwerkzeuges erst dann, wenn das besagte Kunststoffmaterial bereits eine derartige Zähigkeit erreicht hat, daß der Verbleib am Ort der Beschichtung gewährleistet ist. Um dann jedoch gleichwohl eine sichere stoffschlüssige Verbindung im Fügebereich herbeizuführen, bringt man das wei­ tere Kunststoffmaterial vorzugsweise erst unmittelbar vor dem Schließen des Formwerkzeuges auf mindestens eine Fügefläche auf, so daß es noch ausreichend fließfähig ist, um in Rich­ tung zur Formkammer verdrängt zu werden, wo es sich mit dem zuvor auf die Formkammer-Wandflächen aufgetragenen Kunst­ stoffmaterial verbinden kann.

Zweckmäßigerweise verwendet man ein Formwerkzeug, bei dem die Fügefläche einer Werkzeugeinheit auf der der Formkammer- Wandfläche entgegengesetzten Seite durch eine über die Fü­ gefläche vorstehende Begrenzungswand begrenzt ist, die beim Schließen des Formwerkzeuges einen Austritt des im Bereich der Fügeflächen platzierten weiteren Kunststoffmaterials ver­ hindert und ein Verdrängen des weiteren Kunststoffmaterials in die Formkammer wirksam unterstützt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich­ nung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 ein zur Durchführung des Verfahrens ge­ eignetes Formwerkzeug, das exemplarisch so ausgebildet ist, daß ein topfähnlicher doppelwandiger Kunststoff-Hohlkörper er­ zeugt werden kann,

Fig. 2 den mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 herstellbaren Kunststoff-Hohlkörper im Längsschnitt, und

Fig. 3 bis 6 verschiedene Phasen einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung des in Fig. 1 dargestellten Formwerkzeuges zur Her­ stellung des in Fig. 2 abgebildeten Hohlkörpers.

Die Erläuterung der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf die Herstellung des in Fig. 2 exemplarisch dargestellten Kunststoff-Hohlkörpers 1, wobei nachfolgend der Einfachheit halber nurmehr von einem Hohlkörper die Rede ist. Der Hohl­ körper 1 verfügt über eine aus Kunststoffmaterial - vorzugs­ weise Polyurethan-Kunststoff - bestehende Hohlwandkörperwand 2, die abgesehen von einer noch zu erläuternden Durchbrechung 3 kleineren Querschnitts einen geschlossenen Hohlraum 4 be­ grenzt.

Der Hohlkörper 1 des Ausführungsbeispiels hat eine topfähnli­ che Gestalt, wobei die Hohlkörperwand 2 für eine Doppelwan­ digkeit des Hohlkörpers sorgt. Diese Doppelwandigkeit ist je­ doch nicht notwendigerweise erforderlich, da sich das Verfah­ ren auch zur Herstellung von Hohlkörpern eignet, die anderen Zwecken dienen und andere Formgebungen aufweisen, beispiels­ weise Stoßstangen oder Armaturenbretter von Kraftfahrzeugen.

Beim Hohlkörper 1 des Ausführungsbeispiels ist der Hohlraum 4 mit einer Füllmasse vorzugsweise vollständig ausgefüllt, wo­ bei es sich bei der Füllmasse zweckmäßigerweise um ein ge­ schäumtes Kunststoffmaterial handelt, das als Füllschaum 5 bezeichnet sei. Dieser kann beispielsweise eine wärmeisolie­ rende Wirkung entfalten. Er kann vorzugsweise auch dazu die­ nen, die Hohlkörperwand 2 an ihrer Innenfläche abzustützen und dem Hohlkörper 1 eine gewünschte Steifigkeit bzw. Festig­ keit zu verleihen.

Indem der Hohlraum 4 nicht ausgeschäumt wird, läßt sich im Rahmen der Erfindung auch ein Hohlkörper mit ungefülltem Hohlraum 4 herstellen. Bei ausreichender Wanddicke der Hohl­ körperwand 2 kann, in Abhängigkeit vom Verwendungszweck des Hohlkörpers 1, auch ohne Füllschaum 5 eine ausreichende Fes­ tigkeit gegeben sein.

Zur Herstellung des Hohlkörpers 1 wird ein einziges Formwerk­ zeug 6 verwendet, das im einzelnen in Fig. 1 dargestellt ist, aber auch aus Fig. 3 bis 6 hervorgeht. Dieses Form­ werkzeug 6 ist mehrteilig ausgeführt, wobei es vorteilhafter­ weise lediglich zwei Werkzeugeinheiten 7, 8 umfaßt, die in einer durch Doppelpfeil angedeuteten Öffnungs- und Schließ­ richtung 11 relativ zueinander bewegbar sind, um das Form­ werkzeug 6 nach Wahl zu Öffnen oder zu Schließen. Die Fig. 1, 3 und 4 zeigen eine beliebige Offenstellung des Formwerkzeuges 6, während aus Fig. 5 und 6 die Schließstellung des Formwerkzeuges 6 hervorgeht.

Das Formwerkzeug 6 begrenzt im geschlossenen Zustand eine der gewünschten äußeren Formgebung des herzustellenden Hohlkör­ pers 1 entsprechende Formkammer 12. Bei geöffnetem Formwerk­ zeug 6 ist diese Formkammer 12 von außen her zugänglich. Die beiden Werkzeugeinheiten 7, 8 enthalten erste und zweite Formkammer-Wandflächen 13a, 13b, die bei geschlossenem Form­ werkzeug 6 die Formkammer 12 begrenzen und somit definieren.

Bei geschlossenem Formwerkzeug 6 liegen die beiden Werkzeug­ einheiten 7, 8 mit einander zugewandten ersten und zweiten Fügeflächen 14a, 14b aneinander an, wobei der entsprechende Bereich als Fügebereich 15 der beiden Werkzeugeinheiten 7, 8 bezeichnet sei. Der Fügebereich 15 bildet gleichzeitig den Trenn- bzw. Übergangsbereich zwischen den an den beiden Werk­ zeugeinheiten 7, 8 vorgesehenen Formkammer-Wandflächen 13a, 13b.

Die Fügeflächen 14a, 14b verlaufen zweckmäßigerweise quer und insbesondere rechtwinkelig zur Öffnungs- und Schließrichtung 11, wobei ihre Flächennormalen insbesondere mit der Öffnungs- und Schließrichtung 11 gleichgerichtet sind. Die erste Fü­ gefläche 14a geht im Bereich der Formkammer 12 über eine ers­ te Kante 16a in die erste Formkammer-Wandfläche 13a über. In vergleichbarer Weise ergibt sich über eine zweite Kante 16b eine Übergang zwischen der zweiten Fügefläche 14b und der an der gleichen, zweiten Werkzeugeinheit 8 vorgesehenen zweiten Formkammer-Wandfläche 13b.

Das Formwerkzeug 6 verfügt weiterhin über zumindest einen Füllkanal 17, der eine der Werkzeugeinheiten 8 durchsetzt, wobei er einenends zur Außenfläche 18 der betreffenden Werk­ zeugeinheit 8 offen ist und andernends innerhalb der an der betreffenden Werkzeugeinheit 8 vorgesehenen Formkammer- Wandfläche 13b ausmündet. Bei unverschlossenem Füllkanal 17 ist durch diesen hindurch eine Verbindung zwischen der Form­ kammer 12 und der Umgebung des Formwerkzeuges vorhanden.

In dem Füllkanal 17 sitzt lösbar ein von der Außenfläche 18 her eingebrachtes und beispielsweise stift- oder bolzenarti­ ges Verschlußglied 22. Dessen Baulänge und/oder im instal­ lierten Zustand eingenommene Position ist so gewählt, daß es mit einem Kopfabschnitt 23 über die Formkammer-Wandfläche 13b vorsteht und in die Formkammer 12 des geschlossenen Formwerk­ zeuges 6 hineinragt.

Zur Herstellung des Hohlkörpers 1 wird insbesondere in der nachstehend erläuterten Art und Weise vorgegangen.

Zunächst werden, bei geöffnetem Formwerkzeug 6, die an den beiden Werkzeugeinheiten 7, 8 vorgesehenen ersten und zweiten Formkammer-Wandflächen 13a, 13b mit einem unausgehärteten flüssigen oder pastösen Kunststoffmaterial 24a, 24b beschich­ tet, das später die Hohlkörperwand 2 bilden soll (Fig. 3). Die Beschichtung der Formkammer-Wandflächen 13a, 13b erfolgt durch einen in beliebiger Weise ausgeführten Materialauftrag, wobei in Fig. 3 anhand schematisch angedeuteter Sprühein­ richtungen 25 ein Materialauftrag durch Aufsprühen bzw. Auf­ spritzen angedeutet ist. Eine alternative Beschichtungsart besteht auch in einem Aufbringen durch ein Aufstreichen mit­ tels Pinsel.

Beim Auftrag des Kunststoffmaterials 24a, 24b ist das Form­ werkzeug 6 zweckmäßigerweise so weit geöffnet, daß die zu be­ schichtenden Formkammer-Wandflächen 13a, 13b gut zugänglich sind, wobei vorgesehen sein kann, daß sich hierbei die Werk­ zeugeinheiten 7, 8 komplett voneinander trennen und unabhän­ gig voneinander beschichten lassen. Die den Beschichtungsvor­ gang zeigende Fig. 3 ist daher als rein schematische Abbil­ dung zu werten, bei der die Werkzeugeinheiten 7, 8 näher bei­ einanderliegend dargestellt sind, als dies den tatsächlichen Gegebenheiten beim Materialauftrag entspricht.

Das Kunststoffmaterial wird mit einer Schichtdicke aufgetra­ gen, die dem gewünschten Wanddickenverlauf der herzustellen­ den Hohlkörperwand 2 entspricht. Man kann daher sehr variabel den jeweiligen Anforderungen entsprechend unterschiedliche Schichtdicken an lokal unterschiedlichen Stellen vorgeben.

Nachdem die Beschichtung der Formkammer-Wandflächen 13a, 13b erfolgt ist, wird in einem nächsten Schritt auf zumindest ei­ ne (14b) der Fügeflächen weiteres unausgehärtetes Kunststoff­ material 26 in einer dünnen Schicht aufgetragen (Fig. 4).

Der Materialauftrag kann in vergleichbarer Weise erfolgen wie im Zusammenhang mit den Formkammer-Wandflächen 13a, 13b.

Obgleich prinzipiell beide einander zugewandten Fügeflächen 14a, 14b mit weiterem Kunststoffmaterial 26 beschichtet wer­ den könnten, hat es sich als empfehlenswert und ausreichend erwiesen, nur eine der Fügeflächen 14b zu beschichten. Beim Ausführungsbeispiel ist dies diejenige, die an der zweiten Werkzeugeinheit 8 vorgesehen ist und, bezogen auf die exem­ plarisch vertikal dargestellte Öffnungs- und Schließrichtung 11, nach oben weist.

Beim Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die zweite Werk­ zeugeinheit 8 normalerweise stationär verbleibt, während die Öffnungs- und Schließbewegung allein durch die andere, erste Werkzeugeinheit 7 ausgeführt wird. Letztere wird zum Öffnen des Formwerkzeuges 6 hochgehoben und zum Schließen des Form­ werkzeuges 6 abgesenkt, bis die Fügeflächen 14a, 14b aneinan­ derstoßen.

Im Anschluß an den Auftrag des weiteren Kunststoffmaterials 26 wird das Formwerkzeug 6 geschlossen, wobei das weitere Kunststoffmaterial 26 noch fließfähig ist. Der geschlossene Zustand ist aus Fig. 5 ersichtlich. Während des Schließvor­ ganges wird das weitere Kunststoffmaterial 26 durch die sich einander annähernden Fügeflächen 14a, 14b in der Öffnungs- und Schließrichtung von entgegengesetzten Seiten her beauf­ schlagt und zumindest partiell gemäß Pfeilen 27 parallel zu den Fügeflächen 14a, 14b in die Formkammer 12 verdrängt. Die notwendige Verdrängungskraft kann bei entsprechender Ausges­ taltung des Formwerkzeuges 6 allein durch die Gewichtskraft der von oben her aufgesetzten ersten Werkzeugeinheit 7 aufge­ bracht werden. In der Regel wird die dadurch erzielt Pressung allein jedoch nicht den gewünschten Effekt hervorrufen, so daß man zweckmäßigerweise durch in Fig. 5 und 6 schema­ tisch angedeutete zusätzliche Spannmittel 28 das Zusammen­ pressen unterstützt. Die auf die beiden Werkzeugeinheiten 7, 8 einwirkenden Presskräfte, durch die die beiden Fügeflächen 14a, 14b gegeneinander gespannt werden, sind in Fig. 5 durch Pfeile 32 angedeutet. Sie können beispielsweise mechanisch oder hydraulisch aufgebracht werden.

Das beim Verpressen in Richtung der Formkammer 12 verdrängte weitere Kunststoffmaterial 26 tritt im Fügebereich 15 in die Formkammer 12 ein, wo die Endbereiche des auf die Formkammer- Wandflächen 13a, 13b aufgebrachten Kunststoffmaterials 24a, 24b an den Kanten 16a, 16b aneinanderstoßen. Dies führt dazu, daß sich das verdrängte weitere Kunststoffmaterial 26 mit dem in der Nachbarschaft des Fügebereiches 15 auf die Formkammer- Wandflächen 13a, 13b der beiden Werkzeugeinheiten 7, 8 aufge­ brachten Kunststoffmaterial 24a, 24b verbindet und vergleich­ bar einer Schweiß- oder Klebenaht eine stoffschlüssige feste Materialverbindung zwischen dem Kunststoffmaterial herstellt. Man erkennt in Fig. 2, 5 und 6 die Nahtstelle 33 sehr leicht an einer wulstartigen Erhebung, die in den Hohlraum 4 vorragt, so daß im Bereich der Nahtstelle 33 eine leicht ver­ dickte Wandstärke der Hohlkörperwand 2 vorliegt.

Ist lediglich ein Hohlkörper 1 mit ungefülltem Hohlraum 4 ge­ wünscht, kann das Formwerkzeug 6 bereits geöffnet und der Hohlkörper 1 entfernt werden, nachdem sich das die Hohlkör­ perwand 2 bildende Kunststoffmaterial nach einer ersten Aus­ härtungszeit stabilisiert hat. Jedenfalls wird durch das in die Formkammer 12 verdrängte weitere Kunststoffmaterial 26 eine innige Verbindung zwischen dem zuvor auf die beiden von­ einander getrennten Formkammer-Wandflächen 13a, 13b aufge­ brachten Kunststoffmaterial 24a, 24b bewirkt, woraus nach dem Aushärten des Kunststoffmaterials eine zusammenhängende Hohl­ körperwand entsteht, die auch im Bereich der Nahtstelle 33 über die gewünschte Festigkeit und vorzugsweise auch über fluiddichte Eigenschaften verfügt.

Das Auftragen des Kunststoffmaterials 24a, 24b und des weite­ ren Kunststoffmaterials 26 auf die Formkammer-Wandflächen 13a, 13b sowie mindestens eine Fügefläche 14b kann in einem einheitlichen Arbeitsgang erfolgen, wenn ein Kunststoffmate­ rial verwendet wird, das aufgrund ausreichender Viskosität an der jeweils beschichteten Stelle verbleibt. Gewisse Kunst­ stoffmaterialien, wie beispielsweise der beim Ausführungsbei­ spiel verwendete Polyurethan-Kunststoff, können anfänglich jedoch eine Fließneigung haben, so daß man die Werkzeugein­ heiten 7, 8 erst dann zusammenfügen sollte, wenn das Kunst­ stoffmaterial nach einer geringfügigen Aushärtungszeit be­ reits eine gewisse Zähigkeit erreicht hat. Dabei kann das Kunststoffmaterial 24a, 24b im Rahmen eines Mehrfachauftrages in einzelnen dünnen Schichten aufgebaut werden, bis die ge­ wünschte Schichtdicke des Kunststoffmaterials erreicht ist.

Wenn wie geschildert, nach dem Aufbringen des Kunststoffmate­ rials 24a, 24b auf die Formkammer-Wandflächen 13a, 13b ein gewisser Zeitraum bis zum Zusammenfügen der Werkzeugeinheiten 7, 8 verbleibt, empfiehlt sich ein Auftragen des weiteren Kunststoffmaterials 26 auf mindestens eine Fügefläche 14b zeitlich versetzt im Anschluß an das Beschichten der Formkam­ mer-Wandflächen 13a, 13b und vorzugsweise unmittelbar vor dem Schließen des Formwerkzeuges 6. Dadurch ist gewährleistet, daß das weitere Kunststoffmaterial 26 eine ausreichende Fließfähigkeit beibehält, die es in die Lage versetzt, in Richtung zur Formkammer 12 verdrängt zu werden.

Um zu verhindern, daß eine oder beide Fügeflächen 14a, 14b beim Beschichten der Formkammer-Wandflächen 13a, 13b verse­ hentlich ebenfalls einen Kunststoffüberzug erhalten, deckt man die betreffende Fügefläche hierbei zweckmäßigerweise ab. In Fig. 3 ist strichpunktiert exemplarisch ein Abdeckteil 34 gezeigt, das auf die nach oben weisende Fügefläche 14b zum Schutz derselben vorübergehend aufgelegt ist, wobei es ent­ sprechend dem Flächenverlauf der betreffenden Fügefläche 14b gestaltet ist und somit beim Ausführungsbeispiel, entspre­ chend der ringförmigen zweiten Fügefläche 14b, als ringförmi­ ges Bauteil ausgeführt ist.

Je nach Formgebung und Verlauf der Formkammer-Wandflächen 13a, 13b kann es sich ergeben, daß eine Gefährdung hinsichtlich eines versehentlichen Beschichtens der zugeordneten Fü­ gefläche nicht besteht, so daß sich ein Abdecken derselben erübrigt. Dies trifft beim Ausführungsbeispiel für die hier ebenfalls ringscheibenförmige, nach unten weisende erste Fü­ gefläche 14a der ersten Werkzeugeinheit 7 zu.

Um zu gewährleisten, daß sich der Hohlkörper 1 nach der Form­ gebung leicht vom Formwerkzeug 6 entformen läßt, versieht man die Formkammer-Wandflächen 13a, 13b sowie die Fügeflächen 14a, 14b vor dem Aufbringen des Kunststoffmaterials 24a, 24b, 26 zweckmäßigerweise mit einem einem Anhaften des Kunststoff­ materials an den Werkzeugeinheiten 7, 8 entgegenwirkenden Trennmittel.

Eine das Formgebungsverfahren besonders unterstützende Maß­ nahme besteht noch darin, das verwendete Formwerkzeug 6 im Fügebereich 15 mit einer besonderen Gestaltung zu versehen. Diese besteht darin, die Fügefläche 14b der zweiten Werkzeug­ einheit 8 auf der der zugeordneten Formkammer-Wandfläche 13b entgegengesetzten Außenseite durch eine Begrenzungsfläche 35 zu begrenzen, die über die betreffende Fügefläche 14b hinaus in Richtung zur anderen Werkzeugeinheit 7 ragt. Die Begren­ zungsfläche 35 kann an einem beim Ausführungsbeispiel ring­ förmigen Vorsprung der betreffenden Werkzeugeinheit 8 vorge­ sehen sein. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Begren­ zungsfläche 35 den die erste Fügefläche 14a aufweisenden End­ abschnitt 36 der ersten Werkzeugeinheit 7 bei geschlossenem Formwerkzeug 6 außen flankiert. Mit anderen Worten ragt der Endabschnitt 36 der ersten Werkzeugeinheit 7 bei geschlossenem Formwerkzeug 6 in eine Vertiefung der zweiten Werkzeug­ einheit 8 hinein, wobei letztere am Grund von der zweiten Formkammer-Wandfläche 13b und an der der Formkammer 12 entge­ gengesetzten Seite durch die Begrenzungsfläche 35 begrenzt ist.

Das weitere Kunststoffmaterial 26 wird somit beim Verpressen der Werkzeugeinheiten 7, 8 an einem Austritt aus dem Fügebe­ reich 15 auf der der Formkammer 12 entgegengesetzten Seite gehindert. Dadurch wird das weitere Kunststoffmaterial 26 gleichzeitig gezwungen, in die Formkammer 12 zu strömen.

Soll ein Hohlkörper 1 mit einem ungefüllten Hohlraum 4 herge­ stellt werden, also einem Hohlraum 4, der nicht durch Kunst­ stoffmaterial oder sonstiges Material ausgefüllt ist, kann auf ein Formwerkzeug 6 zurückgegriffen werden, das keinen Füllkanal 17 mit zugeordnetem Verschlußglied 22 enthält. Da­ durch läßt sich gewährleisten, daß die Hohlkörperwand 2 über den gesamten Umfang des Hohlraumes 4 hinweg luftdicht abge­ schlossen ist. Den gleichen Effekt kann man aber auch dadurch erzielen, daß man den Füllkanal 17 mit einem Verschlußglied 22 absperrt, das nicht in die Formkammer 12 hineinragt und vorzugsweise bündig mit den benachbarten Bereichen der Form­ kammer-Wandfläche 13b abschließt.

Zur Herstellung des in Fig. 2 dargestellten Hohlkörpers 1 wird durch die in Fig. 2 angedeutete Durchbrechung 3 der Hohlkörperwand 2 hindurch Füllschaum 5 in den Hohlraum 4 ein­ gebracht, nachdem und vorzugsweise auch während das Formwerkzeug 6 geschlossen ist. Die Durchbrechung 3 ließe sich prin­ zipiell durch Aufbohren der Hohlkörperwand 2 herstellen, wird jedoch beim Ausführungsbeispiel direkt bei der Formgebung der Hohlkörperwand 2 erzeugt. Dies geschieht dadurch, daß das Verschlußglied 22 mit seinem Kopfabschnitt 23 um ein Maß in die Formkammer 12 hineinragt, das größer ist als die Dicken­ abmessungen des im Umfangsbereich der Einmündung des Füllka­ nals 17 aufgebrachten Kunststoffmaterials bzw. der herzustel­ lenden Hohlkörperwand 2. Auf diese Weise wird durch das Kunststoffmaterial eine dem Durchmesser des Kopfabschnittes 23 entsprechende Durchbrechung 3 in der Hohlkörperwand 2 aus­ gespart. Man kann nun nach dem Schließen des Formwerkzeuges 6 und vorzugsweise nach einer gewissen Aushärtungszeit das Verschlußglied 22 gemäß Fig. 6 aus dem Füllkanal 17 entfer­ nen, um anschließend, durch den freigelegten Füllkanal 17 und die mit diesem fluchtende Durchbrechung 3 hindurch, gemäß Pfeil 37 den Füllschaum einzubringen. Dies geschieht zweckmä­ ßigerweise bei im Vergleich zur Fig. 6 um 180° gedrehtem Formwerkzeug 6, so daß der Füllkanal 17 nach oben ragt und gleichzeitig einen Entlüftungskanal bilden kann, durch den die beim Schäumvorgang entstehenden Gase entweichen können. Unter Umständen empfiehlt sich dabei eine gewisse Schrägstel­ lung des Formwerkzeuges 6. Ohne weiteres könnten mehrere Ka­ näle vorgesehen werden, die dem Einfüllen von Füllschaum und/oder dem Entweichen von Gasen dienen können.

Als Füllschaum wird zweckmäßigerweise Polyurethan-Hartschaum verwendet.

Durchgeführte Versuche haben ergeben, daß nach dem Entformen des hergestellten Hohlkörpers 1 im Bereich der Nahtstelle 33, wenn überhaupt, so nur eine sehr geringfügige Gratbildung an der dem Hohlraum 4 entgegengesetzten Außenfläche der Hohlkör­ perwand 2 festzustellen ist. Durch das Zusammenpressen der Werkzeugeinheiten 7, 8 wird das weitere Kunststoffmaterial 26 bis auf eine hautartig dünne Kunststoffschicht vollständig aus dem Fügebereich zwischen den Werkzeugeinheiten 7, 8 ver­ drängt, wobei sich die dünne Schicht anschließend mühelos entfernen läßt. Auf diese Weise erübrigen sich umfangreiche Nachbearbeitungen an der Außenfläche des Hohlkörpers 1.

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Hohlköpers, der eine einen gefüllten oder ungefüllten Hohlraum (4) be­ grenzende, aus Kunststoffmaterial bestehende Hohlkörperwand (2) aufweist, unter Verwendung eines mehrteiligen, wahlweise zu öffnenden und zu schließenden Formwerkzeuges (6), das im geschlossenen Zustand eine der gewünschten Formgebung des herzustellenden Hohlkörpers (1) entsprechende Formkammer (12) begrenzt und das zwei zum Öffnen und Schließen relativ zuein­ ander bewegbare Werkzeugeinheiten (7, 8) aufweist, die bei geschlossenem Formwerkzeug (6) in einem der Formkammer (12) zugeordneten Fügebereich (15) mit einander zugewandten Fü­ geflächen (14a, 14b) aneinanderstoßen, wobei man bei geöff­ netem Formwerkzeug (6) die an den beiden Werkzeugeinheiten (7, 8) vorgesehenen Formkammer-Wandflächen (13a, 13b) mit später die Hohlkörperwand (2) bildendem unausgehärtetem Kunststoffmaterial (24a, 24b) beschichtet sowie auf mindes­ tens eine der Fügeflächen (14a, 14b) unausgehärtetes weiteres Kunststoffmaterial (26) aufträgt, wonach man vor dem Aushär­ ten des Kunststoffmaterials die Formkammer schließt und die beiden Werkzeugeinheiten (7, 8) so zusammenpresst, daß das im Fügebereich (15) platzierte weitere Kunststoffmaterial (26) zumindest partiell in die Formkammer (12) verdrängt wird, wo es eine stoffschlüssige feste Verbindung zwischen dem in der Nachbarschaft des Fügebereiches (15) auf die Formkammer- Wandflächen (13a, 13b) der beiden Werkzeugeinheiten (7, 8) aufgebrachten Kunststoffmaterial (24a, 24b) herstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung eines in seinem Hohlraum (4) ungefüllten Hohlkörpers (1) das Formwerkzeug (6) nach dem Verfestigen des Kunststoffmaterials öffnet und den mit einem leeren Hohlraum (4) ausgestatteten Hohlkörper entnimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung eines ganz oder teilweise mit Material gefüllten Hohlkörpers (1) den von Kunststoffmaterial begrenz­ ten Hohlraum (4) vor dem Öffnen des Formwerkzeuges (6) mit einem Füllschaum (5) oder einer anderen Füllmasse befüllt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Formwerkzeug (6) verwendet, das wenigstens einen an einer Formkammer-Wandfläche (13a, 13b) in die Formkammer (12) einmündenden Füllkanal (17) aufweist, den man vor dem Auf­ bringen des Kunststoffmaterials durch ein in ihn eingesetztes und um ein größeres Maß als die Dicke der herzustellenden Hohlkörperwand (2) in die Formkammer (12) hineinragendes Verschlußglied (22) verschließt und bis nach dem Schließen des Formwerkzeuges (6) verschlossen hält, wonach man ihn durch von außen her erfolgende Entnahme des Verschlußgliedes (22) freigibt und durch ihn hindurch bei geschlossenem Formwerkzeug (6) das Füllmaterial in den hergestellten Hohlraum (4) einbringt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man die Formkammer-Wandflächen (13a, 13b) und die Fügeflächen (14a, 14b) der Werkzeugeinheiten (7, 8) vor dem Aufbringen des Kunststoffmaterials mit einem einem Anhaften des Kunststoffmaterials entgegenwirkenden Trennmit­ tel versieht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man das weitere Kunststoffmaterial (26) erst auf die betreffende Fügefläche (14a, 14b) aufträgt, nachdem zuvor die Beschichtung der Formkammer-Wandflächen (13a, 13b) vorgenommen wurde.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man während des Auftrages des Kunststoffmaterials auf die Formkammer-Wandflächen (13a, 13b) eine oder sämtliche Fü­ geflächen (14a, 14b) abdeckt, vorzugsweise mit einem den Flä­ chenverlauf der betreffenden Fügefläche entsprechenden Ab­ deckteil (34).

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man das weitere Kunststoffmaterial (26) le­ diglich auf eine der beiden einander zugewandten Fügeflächen (14a, 14b) der Werkzeugeinheiten (7, 8) aufträgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man ein Formwerkzeug (6) verwendet, bei dem die Fügefläche (14b) einer Werkzeugeinheit (8) auf der der Formkammer (12) entgegengesetzten Seite durch eine über die Fügefläche (14b) vorstehende Begrenzungsfläche (35) begrenzt ist, die beim Schließen des Formwerkzeuges (6) einen Austritt des im Bereich der Fügeflächen (13a, 13b) platzierten weite­ ren Kunststoffmaterials (26) verhindert.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man das Kunststoffmaterial durch Aufsprü­ hen, Aufspritzen und/oder Aufstreichen auf die Formkammer- Wandflächen (13a, 13b) und die betreffende Fügefläche (14a, 14b) aufbringt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man das Kunststoffmaterial mit einer dem gewünschten Wanddickenverlauf der herzustellenden Hohlkörper­ wand (2) entsprechenden Schichtdicke aufträgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekenn­ zeichnet durch die Verwendung eines Formwerkzeuges (6), das aus lediglich zwei Werkzeugeinheiten (7, 8) besteht.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man als Kunststoffmaterial ein Polyurethan­ material verwendet.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man den Hohlraum (4) zum Erhalt eines ge­ füllten Hohlkörpers (1) mit von Polyurethan-Hartschaum gebil­ detem Füllschaum ausschäumt.

15. Formwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit zwei zum Öffnen und Schließen re­ lativ zueinander in zwei einander entgegengesetzten Öffnungs- und Schließrichtungen (11) bewegbaren Werkzeugeinheiten (7, 8), die im geschlossenen Zustand eine der gewünschten Formge­ bung des herzustellenden Hohlkörpers (1) entsprechende Form­ kammer (12) begrenzen und mit einander zugewandten Fügeflä­ chen (14a, 14b) aneinander anliegen, und mit Spannmitteln (28) die es ermöglichen, die Werkzeugeinheiten (7, 8) mit ih­ ren Fügeflächen (14a, 14b) gegeneinander vorzuspannen.

16. Formwerkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Werkzeugeinheit (8) eine die an ihr vorgesehene Fü­ gefläche (14b) an der der Formkammer (12) entgegengesetzten Seite begrenzende und über die betreffende Fügefläche (14b) vorstehende Begrenzungsfläche (35) aufweist.