DE10111557A1 - Bauteilverbund - Google Patents

Abstract

Ein Bauteilverbund (1), umfassend ein Anschlussteil (2) mit längsaxialer, kanalartiger Durchgangsöffnung (9) und einem daran befestigten schlauchartigen Hohlkörperformteil (3) sowie einer tüllenartigen Ummantelung (6) aus spritzgussartig aufgebrachtem thermoplastischem Klebstoff, soll verbessert und weitere Bauteilverbundausgestaltungen sollen aufgezeigt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass das Anschlussteil (2) ein Flanschteil ist und das Hohlkörperformteil (3) ein in das Flanschteil (2) ein- oder darauf aufgeschobener Schlauch ist und die Ummantelung (6) eine dünnwandige Umhüllung im Verbindungs- und Übergangsbereich (5) von Flanschteil (2) und Schlauch (6) ist. Eine zur Herstellung des Bauteilverbundes (1) geeignete Vergusswerkzeugform weist einen Auswurfdorn (15) auf, der zur Herstellung des Bauteilverbundes (1) zwischen einer Auswurfstellung und einer Vergussstellung bewegbar ist.

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen Bauteilverbund umfassend ein Anschlussteil mit längsaxialer, kanalartiger Durchgangsöffnung und einem daran befestigten, schlauchartigen Hohlkörperformteil sowie einer tüllenartigen Ummantelung aus spritzgussartig aufgebrachtem thermoplastischem Schmelzklebstoff.

Weiterhin richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Bau­ teilverbundes umfassend ein Anschlussteil mit längsaxialer, kanalartiger Durch­ gangsöffnung und einem daran befestigten, schlauchartigen Hohlkörperformteil sowie einer tüllenartigen Ummantelung aus spritzgussartig aufgebrachtem ther­ moplastischem Schmelzklebstoff.

Schließlich richtet sich die Erfindung auf eine Vergusswerkzeugform zur Herstel­ lung eines Bauteilverbundes aus einem Anschlussteil mit längsaxialer, kanalartiger Durchgangsöffnung, einem daran befestigten, schlauchartigen Hohlkörperformteil und einer tüllenartigen, dünnwandigen Umhüllung des Verbindungs- und Übergangsbereiches von Anschlussteil und Hohlkörperformteil, wobei die Vergusswerkzeugform einen an die Außenkonturen des Bauteilverbundes angepassten, aus zwei Vergussformhälften mit jeweils einer muldenförmigen Vertiefung gebildeten Vergusshohlraum aufweist.

In der technischen Information "Macromelt® Moulding" der Anmelderin bzw. der Henkel KGaA wird die Verarbeitung von thermoplastischem Schmelzklebstoff der Marke Macromelt® im Rahmen eines spritzgussartigen Verfahrens erläutert.

Macromelt® Moulding stellt eine Verarbeitungstechnik dar, bei der mit geringem Druck dünnflüssiges Macromelt® in Spritzformen gepumpt wird, wo es selbst filigrane Bauteile schonend umspült und somit abdichtet sowie schützt. Es wird die Umspritzung von Einlegeteilen zur Herstellung von Kabelbündelungen, Kabeldurchführungen und Bauteilummantelungen beschrieben. Weiterhin ist das Vergießen von elektronischen Komponenten, wie Schaltern, Sensoren, Relaisleiterplatten beschrieben und schließlich ist in diesen technischen Informationen aus dem März 1994 das Abdichten von Steckverbindungen zur Herstellung von wasserdichten Steckverbindungen, beispielsweise für die Kfz- Industrie beschrieben. Dieses Macromelt® Moulding-Verfahren ist zwischen­ zeitlich in der Praxis in vielen Variationen angewendet worden. So ist es aus der Praxis auch bekannt, Macromelt®-Formkörper als Durch- oder Einführungstülle, beispielsweise für dünnadrige Elektrokabel, auszubilden. Das in der technischen Information beschriebene Verfahren ist geeignet zum Umspritzen von Einlegeteilen aus Kunststoff. Aufgrund der guten Haftung von Macromelt® werden hohe Dichtheiten und Festigkeiten mit dem umspritzten Formteil erzielt. Wegen der relativ niedrigen Viskosität des Schmelzklebstoffes Macromelt® kann er mit nur geringem Druck in die Spritzform gepumpt werden, so dass selbst filigrane Bauteile schonend umspült und somit abgedichtet und geschützt werden. Macromelt® hat eine sehr gute Haftung auf polaren (z. B. PVC, PA6.6, PUR) und unpolaren (z. B. PP) Kunststoffoberflächen. Zur Herstellung der Formteile wird das Macromelt® ausschließlich durch Wärmezufuhr in seinen niedrigviskosen Schmelzzustand überführt. Die Schmelze wird in ein kaltes Formteilwerkzeug (Vergusswerkzeug) gepumpt, wo ihr die Wärme wieder entzogen wird. Dieser Vor­ gang dauert - in Abhängigkeit von der Masse (der Wärmemenge) - im Normalfall nur wenige Sekunden. Danach kann das fertige Formteil aus dem Werkzeug ge­ nommen werden. Die Verarbeitung findet auf besonderen Verarbeitungsmaschi­ nen statt, die den Materialfluss von der Aufschmelzung bis zum Werkzeug auto­ matisch und somit prozesssicher steuern.

Bei Macromelt® handelt es sich um einen Schmelzklebstoff auf Polyamidbasis. Ein solcher Klebstoff verhindert nicht nur das Eindringen von Feuchtigkeit in mit ihm abgedichtete Verbindungsstellen von Bauteilverbünden. Ein solcher Klebstoff gibt derartigen Verbindungen auch mechanische Festigkeit. Die Schmelzkleb­ stoffe dieser Art basieren z. B. auf Polyamid und weisen einen Schmelzbereich von 120 bis 180°C auf. Sie haften auf vielen Kunststoffen, wie Polyethylen, Po­ lyvinylchlorid sowie Polyamid und sind niedrigviskos. Es ist daher möglich, diese Schmelzklebstoffe schon bei einem Druck zwischen 5 und 10 bar in Vergusswerkzeugen zu verarbeiten.

Im Rahmen der Anwendung dieses Verfahrens in der Praxis sind ein Bauteilver­ bund, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbundes und eine Werkzeug­ form zur Herstellung eines Bauteilverbundes gattungsgemäßer Art bekannt ge­ worden. Bei diesen gattungsgemäßen Bauteilverbünden sind das Anschlussteil und die Ummantelung aus thermoplastischem Schmelzklebstoff ein Bauteil, beispielsweise wird an schlauchförmige Schutzhüllen für dünnadrige Elektrokabel ein Anschluss- oder Verbindungsteil aus Schmelzklebstoff unter Entstehung dieses Verbindungsteiles angespritzt.

Bisher findet dieses Verfahren nur bei im Durchmesser kleinen Verbindungen, beispielsweise rohrförmigen Schutzhüllen für Lichtwellenleiter, Schutzhüllen für einzelne oder eine geringe Anzahl nebeneinander angeordnete dünne Elektrokabel, z. B. zur Verbindung elektronischer Bauteile oder als feinadrige elektrische Verbindungskabel, Verwendung.

Daneben gibt es Bauteilverbünde, die mehrteilig aus einem Anschlussteil, z. B. einem Reduzierstück, und einer daran befestigten rohrförmigen und schlauchartigen Schutzhülle bestehen. Derartige Bauteilverbünde mit einem Durchmesser des Anschlussteiles und der Schutzhülle von größer 20 mm werden bisher noch mittels einer Schlauchschelle zu einem Bauteilverbund verbunden.

Hier besteht die Gefahr, dass sich Bedienungspersonal an der u. U. scharfkantigen Schlauchschelle verletzt. Es besteht ferner die Möglichkeit, dass sich die Schlauchschelle lockert und dann das Anschlussteil und die Schutzhülle sich voneinander lösen. Weiterhin besteht der Nachteil, dass sich beispielsweise bei einem Reduzierstück mit angeformtem Gewinde als Anschlussteil für das Einschrauben des damit gebildeten Bauteilverbundes von Hand in ein Gegengewinde keine ausreichend griffige Greiffläche für den Benutzer bietet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen derartigen Bauteilverbund zu verbessern und weitere Bauteilverbundausgestaltungen aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird bei einem Bauteilverbund der eingangs bezeichneten Art er­ findungsgemäß dadurch gelöst, dass das Anschlussteil ein Flanschteil und das Hohlkörperformteil ein in das Flanschteil ein- oder darauf aufgeschobener Schlauch ist und die Ummantelung eine dünnwandige Umhüllung im Verbindungs- und Übergangsbereich von Flanschteil und Schlauch ist.

Hiermit wird ein Bauteilverbund geschaffen, bei dem das Anschlussteil und das Hohlkörperformteil als bereits bestehende, getrennte Einzelteile miteinander verbunden werden bzw. verbunden sind. Für die ausreichende mechanische Verbindung zwischen den beiden Einzelteilen sowie die Abdichtung des Verbindungsbereiches sorgt die dünnwandige Umhüllung aus thermoplastischem Schmelzklebstoff. Während bisher die mechanische Festigkeit der Verbindung zwischen Schlauch und Flansch mittels Schlauchschellen hergestellt wurde, stellt nunmehr die dünnwandige Umhüllung aus thermoplastischem Schmelzklebstoff die mechanische Verbindung zwischen den Einzelteilen her. Im Gegensatz zu einer Schlauchschellenverbindung liegt nunmehr ein nicht mehr lösbares System vor. Die Verbindungsschelle zeigt im Gegensatz zu einer Schlauchschellenverbindung keine scharfen Kanten, so dass die Verletzungsgefahr an dieser Stelle vermindert ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich durch die dünnwandige Umhüllung aus thermoplastischem Schmelzklebstoff eine für das Ergreifen von Hand griffige Fläche ergibt. Soll beispielsweise auf den Flansch ein Gegenflansch aufgeschraubt werden, ist die Verbindung aus Flansch und Schlauch an der Umhüllung stabil und griffig handzuhaben.

In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass das Flanschteil aus Metall und der Schlauch aus Kunststoff besteht. Insbesondere für derartige Verbindungen erge­ ben sich die vorstehend aufgeführten Vorteile.

Bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird die Aufgabe erfindungs­ gemäß dadurch gelöst, dass das Hohlkörperformteil mit seinem einen Ende in die Durchgangsöffnung des Anschlussteils eingeschoben oder auf einen die Durch­ gangsöffnung umgebenden Bereich des Anschlussteils aufgeschoben wird, der Kontakt- oder Einsteckbereich zwischen Anschluss- und Formkörperhohlteil mit fließfähigem thermoplastischem Schmelzklebstoff abgedichtet wird und dieser Bauteilverbund in eine Vergussform eingebracht wird, in welcher dann der Verbin­ dungs- und Übergangsbereich von Hohlkörperformteil und Anschlussteil dünnwandig mit thermoplastischem Schmelzklebstoff umhüllt wird.

Mit einem solchen Verfahren lässt sich der vorstehend erläuterte Bauteilverbund günstig herstellen. Die vor dem eigentlichen Herstellprozess der dünnwandigen Umhüllung erfolgende Aufbringung von fließfähigem, thermoplastischem Schmelzklebstoff im Kontakt- oder Einsteckbereich zwischen Anschluss- und Hohlkörperformteil dient dem Toleranzausgleich zwischen Anschlussteil und Hohlkörperformteil und verhindert ein Eindringen von thermoplastischem Schmelzklebstoff während des späteren Vergussprozesses zur Herstellung der dünnwandigen Umhüllung aus während des Vergussprozesses dünnflüssigem thermoplastischem Schmelzklebstoff.

Für das Einführen und Einbringen des Anschlussteils mit eingestecktem oder aufgeschobenem Hohlkörperformteil in das Vergusswerkzeug bzw. die Vergussform sowie das spätere Entformen des fertigen Bauteilverbundes ist es von Vorteil, wenn gemäß Weiterbildung der Erfindung Anschlussteil und Hohlkörperformteil auf einen in der Vergussform angeordneten Auswurfdorn oder -bolzen in dessen Auswurfstellung aufgeschoben, mit diesem in eine Vergussstellung innerhalb der Vergussform bewegt und nach erfolgtem Verguss der Umhüllung wieder zurück in die Auswurfstellung bewegt werden. Dies verhindert zum einen, dass das Hohlkörperformteil bzw. der Schlauch während des Vergussprozesses einfällt. Zum anderen stellt der Auswurfdorn oder -bolzen eine Entformhilfe nach erfolgtem Vergussprozess dar.

Bei einer Vergusswerkzeugform der eingangs bezeichneten Art wird die vorste­ hende Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Vergusshohlraum ein das Anschlussteil und das Hohlkörperformteil aufnehmender Auswurfdorn oder -bolzen angeordnet ist, der zwischen einer Verguss- und einer Auswurfstellung bewegbar ist.

Die damit verbundenen Formteile sind dieselben wie vorstehend zum Herstell­ verfahren des Bauteilverbundes angeführt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläu­ tert. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Bauteilverbund,

Fig. 2 schematisch einen Schnitt durch den Bauteilverbund gemäß Fig. 1,

Fig. 3 schematisch die obere und untere Vergussformhälfte in Schnittdarstellung,

Fig. 4 die untere Vergussformhälfte nach Fig. 4 mit dem Auswurfdorn oder -bolzen in Auswurfstellung und in

Fig. 5 eine Aufsicht auf die untere Vergussformhälfte.

Der in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Bauteilverbund besteht aus einem Anschlussteil, das als Flanschteil 2 ausgebildet ist. In dieses Anschlussteil ist das Hohlkörperformteil eingeschoben, welches als Schlauch 3 ausgebildet ist. Auf der schlauchabgewandten Seite des Flanschteiles 2 ist dieses als Gewindeteil 4 aus­ gestaltet. Der Verbindungs- und Übergangsbereich 5 zwischen Hohlkörperformteil 3 und Anschlussteil 2 wird von einer dünnwandigen Umhüllung 6 rundherum über­ deckt. Hierbei ist im unmittelbaren, stufenförmigen Übergang 7 von Flansch 2 und Schlauch 3 eine etwas dickere Wandstärke ausgebildet, die in vor und hinter die­ sem Bereich liegenden Teilen wieder in eine gleichmäßige, dünnwandige Wand­ gestaltung der Umhüllung 6 übergeht. Insgesamt wird hierdurch ein sanfter, den Durchmesserunterschied von Schlauch und Flansch ausgleichender Übergang geschaffen. Zwischen der Außenfläche des Schlauches 3 und der Innenfläche des Flansches 2 im Kontakt-/Einsteckbereich 10 ist weiterer thermoplastischer Schmelzklebstoff 8 ringförmig angeordnet. Der Schlauch 3 ist derart in dem Anschlussteil 2 bzw. dem Flansch 2 angeordnet, dass sich deren Längsachsen auf derselben Höhe befinden, insbesondere der Schlauch 3 zentriert in der Durch­ gangsöffnung 9 des Anschlussteiles 2 angeordnet ist. Die längsaxiale, kanalartige Durchgangsöffnung 9 des Anschlussteiles 2 findet in dem schlauchartigen Hohl­ körperformteil 3 ihre Fortsetzung. Das Flanschteil 2 besteht aus Metall und der Schlauch 3 aus Kunststoff. Die tüllenartige Ummantelung bzw. Umhüllung 6 er­ streckt sich um einen gewissen Bereich über den unmittelbaren Verbindungs- und Übergangsbereich 5 hinaus anhaftend und entlang der flanschabgewandten Außenoberfläche des Schlauches 3. Im Bereich des Kontakt- und Einsteckberei­ ches 10 ist ein Ende des Schlauches bereichsweise in das Flanschteil 2 einge­ schoben.

Die Fig. 3 zeigt die Vergusswerkzeugform mit oberer Vergussformhälfte 11 und unterer Vergussformhälfte 12 in voneinander getrenntem Zustand. Während des Vergussprozesses sind beide Vergussformhälften 11, 12 aufeinanderliegend fest miteinander verbunden. Sowohl die obere Vergussformhälfte 11 als auch die untere Vergussformhälfte 12 zeigen jeweils eine muldenförmige Vertiefung 13, 14, die an die Außenkontur von Anschlussteil 2 und Hohlkörperformteil 3 in der von der Vergussform aufzunehmenden Länge dieser beiden Bauteile angepasst ausgeformt sind. In zusammengebautem Zustand der Vergussform bilden die beiden muldenförmigen Vertiefungen 13, 14 einen Vergusshohlraum aus. Zentriert in diesem Vergusshohlraum ist ein Auswurfdorn oder -bolzen 15 angeordnet. Der Auswurfdorn oder -bolzen 15 ist an einem Auswerfer 16 befestigt und zusammen mit diesem bei von der unteren Vergussformhälfte 12 entfernter oberer Vergussformhälfte 11 aus der in Fig. 3 gezeigten Vergussstellung oder Vergussposition in die in Fig. 4 gezeigte Auswurfstellung oder -position bewegbar. In der in Fig. 4 dargestellten Auswurfstellung oder -position weist der Auswurfdorn oder -bolzen 15 einen größeren radialen Abstand zu der muldenförmigen Vertiefung 14 auf. In dieser Stellung ist ein ungestörtes Abziehen oder Abnehmen des nach einem Vergussprozess gebildeten Bauteilverbundes 1 von dem Auswurfdorn oder -bolzen 15 möglich. Ebenso kann in dieser Stellung einfach und unkompliziert vor dem Vergussprozess das aus Anschlussteil bzw. Flansch 2 und Hohlkörperformteil bzw. Schlauch 3 bestehende Bauteil auf den Dorn oder den Bolzen 15 aufgeschoben und mit diesem in die Vergussstellung oder -position verfahren werden.

Insbesondere ist diese Vorrichtung geeignet, um Schläuche mit einem Durchmes­ ser von 25 bis 50 mm mit einem Flansch mit einem Durchmesser von 27 bis 55 mm miteinander zu verbinden.

Zur Herstellung des Bauteilverbundes wird der Schlauch 3 in die Durchgangsöffnung 9 des Flansches 2 gesteckt und im Kontakt- oder Einsteckbereich 10 mit schmelzflüssigem thermoplastischem Schmelzklebstoff 8 von Hand abgedichtet. Der Schmelzklebstoff 8 erkaltet und erstarrt relativ rasch nach seinem Aufbringen. Dieses Vorabdichten dient dem Toleranzausgleich zwischen dem Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 9 des Flansches 2 und dem Außendurchmesser des Schlauches 3 in diesem Kontakt- oder Einsteckbereich 10. Außerdem wird dadurch verhindert, dass beim späteren Aufbringen des weiteren Schmelzklebstoffes zur Bildung der Umhüllung 6 während des Vergussprozesses Schmelzklebstoff innenseitig in den Flansch 2 oder den Schlauch 3 gelangt. Nach der Verbindung mit Schmelzklebstoff 8 werden der Flansch 2 und der Schlauch 3 auf den sich in seiner Auswurfposition befindenden Dorn 15 so weit aufgeschoben, dass sich die Außenkontur mit der Formgebung der bodenförmigen Vertiefungen 13 und 14 deckungsgleich erstreckt. Nun wird der Auswurfdorn oder -bolzen 15 zusammen mit dem Auswerfer 16 in die in Fig. 3 dargestellte Vergussposition verfahren. Anschließend wird die obere Vergussformhälfte dichtend auf die untere Vergussformhälfte aufgesetzt und in den Bereich der muldenförmigen Vertiefungen 13 und 14 spritzgussartig dünnflüssiger Schmelzklebstoff nach dem Macromelt®-Moulding- Verfahren eingefüllt. Nachdem sich die Schmelzklebstoffmasse durch Abkühlung verfestigt hat, wird die obere Vergussformhälfte 11 wieder entfernt, der Auswurfdorn 15 in seine Auswurfstellung oder -position verfahren und das fertige Bauteilverbund-Werkstück, das nunmehr die tüllenartige Ummantelung bzw. tüllenartige, dünnwandige Umhüllung 6 aus thermoplastischem Schmelzklebstoff aufweist, der Vergusswerkzeugform entnommen.

Claims (5)

1. Bauteilverbund (1) umfassend ein Anschlussteil (2) mit längsaxialer, kanalarti­ ger Durchgangsöffnung (9) und einem daran befestigten schlauchartigen Hohlkörperformteil (3) sowie einer tüllenartigen Ummantelung (6) aus spritzgussartig aufgebrachtem thermoplastischem Schmelzklebstoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil (2) ein Flanschteil und das Hohlkörperformteil (3) ein in das Flanschteil (2) ein- oder darauf aufgeschobener Schlauch ist und die Um­ mantelung (6) eine dünnwandige Umhüllung im Verbindungs- und Übergangs­ bereich (5) von Flanschteil (2) und Schlauch (3) ist.

2. Bauteilverbund nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flanschteil (2) aus Metall und der Schlauch (3) aus Kunststoff be­ steht.

3. Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbundes (1) umfassend ein Anschlussteil (2) mit längsaxialer, kanalartiger Durchgangsöffnung (9) und einem daran befestigten, schlauchartigen Hohlkörperformteil (3) sowie einer tüllenartigen Ummantelung (6) aus spritzgussartig aufgebrachtem thermoplastischem Klebstoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlkörperformteil (3) mit seinem einen Ende in die Durchgangsöff­ nung (9) des Anschlussteils (2) eingeschoben oder auf einen die Durch­ gangsöffnung (9) umgebenden Bereich des Anschlussteiles (2) aufgeschoben wird, der Kontakt- oder Einsteckbereich (10) zwischen Anschluss- und Form­ körperhohlteil mit fließfähigem thermoplastischem Schmelzklebstoff abgedich­ tet wird und dieser Bauteilverbund in eine Vergussform eingebracht wird, in welcher dann der Verbindungs- und Übergangsbereich (5) von Hohlkörperformteil (3) und Anschlussteil (2) dünnwandig mit thermoplastischem Schmelz­ klebstoff umhüllt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlussteil (2) und Hohlkörperformteil (3) auf einem in der Vergussform angeordneten Auswurfdorn oder -bolzen (15) in dessen Auswurfstellung auf­ geschoben, mit diesem in eine Vergussstellung innerhalb der Vergussform be­ wegt und nach erfolgtem Verguss der Umhüllung (6) wieder zurück in die Aus­ wurfstellung bewegt werden.

5. Vergusswerkzeugform zur Herstellung eines Bauteilverbundes (1) aus einem Anschlussteil (2) mit längsaxialer, kanalartiger Durchgangsöffnung (9), einem daran befestigten schlauchartigen Hohlkörperformteil (3) und einer tüllenarti­ gen, dünnwandigen Umhüllung (6) des Verbindungs- und Übergangsbereiches (5) von Anschlussteil (2) und Hohlkörperformteil (3), wobei die Vergusswerkzeugform einen an die Außenkonturen des Bauteilverbundes (1) angepassten, aus zwei Vergussformhälften (11, 12) mit jeweils einer muldenförmigen Vertiefung (13, 14) gebildeten Vergusshohlraum aufweist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Vergusshohlraum ein das Anschlussteil (2) und das Hohlkörper­ formteil (3) aufnehmender Auswurfdorn oder -bolzen (15) angeordnet ist, der zwischen einer Verguss- und einer Auswurfstellung bewegbar ist.