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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines an einer Stirnseite verschlossenen rohrförmigen Hohlkörpers aus Kunststoff durch Spritzgießen in einem Spritzgusswerkzeug sowie ein Gehäuse eines Möbeldämpfers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
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Bei den bekannten Herstellungsverfahren zur Herstellung dünnwandiger Kunststoffzylinder besteht das Problem, dass bei einseitig geschlossen gespritzten einteiligen Zylindern der zur Außen- und der Innenkontur des Zylinders in die Kavität einer Form des Spritzgusswerkzeuges eingelegter Innenkern dem Druck des von einer Seite eingespritzten Kunststoffs ausweicht, so dass die Konzentrizität der Innenkontur des Zylinders zur Außenkontur des Zylinders nicht gegeben ist. Die daraus resultierenden Wandstärkenunterschiede bergen so ein erhebliches Risiko für die einwandfreie und dauerhafte Funktion beispielsweise eines aus einem solchen Kunststoffzylinder gefertigten Möbeldämpfers.
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In einem alternativen Herstellungsverfahren wird der Kunststoffzylinder beidseitig offen gespritzt, damit der Innenkern beidseitig abgestützt werden kann. Dieses Verfahren hat allerdings den Nachteil, dass zum einseitigen Verschließen des Kunststoffzylinders ein weiteres Bauteil benötigt wird, um diese Öffnung zu verschließen, was mit einem zusätzlichen Montageschritt einhergeht, der insbesondere bei mit einem Fluid gefüllten Möbeldämpfer das Risiko einer potenziellen Leckstelle birgt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren für einseitig geschlossene Hohlkörper bereitzustellen, mit dem eine konzentrische Ausbildung des Hohlkörpermantels gewährleistet ist, sowie ein einfach, kostengünstig und drucksicher herzustellendes Gehäuse für einen Möbeldämpfer bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines an einer Stirnseite verschlossenen rohrförmigen Hohlkörpers mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist das zum Spritzgießen verwendete Spritzgusswerkzeug eine Form mit einer Kavität zur Gestaltung der Außenkontur des Hohlkörpers, einen zentral in der Kavität angeordneten Innenkern zur Ausbildung der Innenkontur des Hohlkörpers und einen von der zu verschließenden Stirnseite des Hohlkörpers zur Abstützung und Zentrierung des Innenkerns vorgesehen und mit einer dem Innenkern zugewandten ersten Zentrierkontur versehenen Stützkern auf, wobei die dem Stützkern zugewandte Stirnseite des Innenkerns mit einer zur ersten Zentrierkontur des Stützkerns kompatiblen zweiten Zentrierkontur ausgebildet, wobei bei dem Verfahren zunächst der Stützkern in die Kavität eingefahren wird, bis die Zentrierkontur des Stützkerns in die Zentrierkontur des Innenkerns eingreift, anschließend flüssiger Kunststoff in die Kavität eingespritzt wird, anschließend der Stützkern von dem Innenkern unter Ausbildung eines Spaltes zurückgezogen wird und sodann weiterer flüssiger Kunststoff in die Kavität nachgeschoben wird, bis der durch den zurückgezogenen Stützkern entstandene Spalt mit Kunststoff verfüllt ist.
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Durch das Zusammenführen der Zentrierkontur des Stützkerns mit der Zentrierkontur des Innenkerns wird der Innenkern vor dem Einspritzen des Kunststoffs derart abgestützt, dass dieser durch den Druck der einströmenden Kunststoffmasse nicht verschoben oder ausgelenkt werden kann und somit eine gleichmäßige Wandstärke der Hohlkörpermantelfläche gewährleistet ist.
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Durch das Zurückziehen des Stützkerns von dem Innenkern und dem anschließenden Einspritzen weiteren flüssigen Kunststoffs in die Kavität wird der durch das Zurückziehen des Stützkerns zwischen Innenkern und Stützkern entstandene Spalt sicher verschlossen, ohne dass der Innenkern seitlich ausweichen kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Zurückziehen des Stützkerns von dem Innenkern nach einer teilweisen Plastifizierung des den Innenkern umgehenden Kunststoffes. Dies gewährleistet eine nochmals verbesserte Standfestigkeit des Zylinderinnenkerns, so dass bei einem Nachspritzen weiterer Kunststoffmasse ein seitliches Ausweichen des Zylinderinnenkerns und somit einer Abweichung von der Zentrizität des Zylinderinnenkerns wirksam vermieden wird.
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Der so hergestellte einseitig verschlossene Hohlkörper ist ohne zusätzliches Bauteil vollständig und dicht verschlossen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Schritt c) der Stützkern um eine der maximalen Stärke einer Mantelfläche des herzustellenden Hohlkörpers entsprechenden Distanz von dem Innenkern zurückgezogen. Damit ist sichergestellt, dass die geschlossene Stirnseite des Hohlkörpers hinreichend dickwandig ausgebildet ist.
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Das im Spritzgussverfahren, aus Kunststoff hergestellte Gehäuse eines Möbeldämpfers mit einer Mantelfläche, einer offenen Stirnseite und einer der offenen ersten Stirnseite gegenüberliegenden geschlossenen Stirnseite weist erfindungsgemäß auf seiner geschlossenen Stirnseite eine konzentrische Kontur auf. Dieses Gehäuse ist ohne zusätzliches Bauteil vollständig und dicht verschlossen. Außerdem ist die Konzentrizität der Innenkontur dieses Gehäuses zur Außenkontur des Gehäuses gewährleistet.
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Es ist auch denkbar, die Zentrierkontur beider Kerne im Sinne einer Krone zu durchbrechen, wobei die Kronenzähne sich radial überdecken und in die Zahnlücken bereits Kunststoff eindringt, bevor die Kerne auseinandergefahren werden. Auch ist nur einer der Kerne als Zahnkrone ausgeführt denkbar.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Seitenschnittansicht einer Spritzgussform mit in einer Kavität angeordneten Innenkern und an diesen angekoppelten Stützkern vor dem Einspritzen des flüssigen Kunststoffs,
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2 eine Seitenschnittansicht der in 1 gezeigten Spritzgussform nachdem Einspritzen des flüssigen Kunststoffs in die Kavität,
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3 eine Seitenschnittansicht der Spritzgussform nach dem Zurückziehen des Stützkerns von dem Innenkern,
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4 eine Seitenschnittansicht der Spritzgussform nach dem Einspritzen von weiteren flüssigen Kunststoffs und dem Ausfüllen des beim Zurückziehen des Stützkerns entstandenen Spaltes mit Kunststoff,
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5 eine Detailansicht der im Verfahren hergestellten geschlossenen Stirnseite des Hohlkörpers und
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6 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines Möbeldämpfers mit erfindungsgemäßen Gehäuse.
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In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position der Spritzgusswerkzeugteile, des Gehäuses und anderer Teile. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, das heißt, durch verschiedene Arbeitsstellungen oder die spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.
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In den 1 bis 4 ist mit dem Bezugszeichen 20 und 21 insgesamt eine Form eines Spritzgusswerkzeuges bezeichnet, die für ein Verfahren zur Herstellung eines an einer Stirnseite verschlossenen rohrförmigen Hohlkörpers aus Kunststoff durch Spritzgießen genutzt wird. Ein solcher Hohlkörper findet insbesondere als Gehäuse eines Möbeldämpfers 1 Verwendung, wie er in 6 gezeigt ist und der weiter unten im Detail beschrieben ist.
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Die Form 20, 21 ist, wie in 1 gezeigt ist, mit einer Kavität 22 zur Gestaltung der Außenkontur des Hohlkörpers versehen. Zur Gestaltung der Innenkontur des Hohlkörpers wird in der Kavität ein Innenkern 23 angeordnet. Die Kavität sowie der Innenkern 23 sind dabei bevorzugt kreiszylindrisch ausgebildet. Denkbar ist aber auch eine Gestaltung des Querschnitts der Kavität 22 und des Innenkerns 23 in quadratischer, rechteckiger oder allgemein in eckiger oder auch ovaler Gestalt. Auch Gestaltungen des Querschnitts der Kavität in beispielsweise n-eckiger Form und gleichzeitiger beispielsweise kreisförmiger Gestaltung des Querschnittsinnenkerns sind denkbar.
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Um Wandstärkenunterschiede des zu formenden Mantels 2 des Hohlkörpers zu vermeiden, ist auf der zu verschließenden Stirnseite des Hohlkörpers zur Abstützung und Zentrierung des Innenkerns 23 ein mit einer dem Innenkern 23 zugewandten ersten Zentrierkontur 27 versehener Stützkern 24 vorgesehen. Diese erste Zentrierkontur 27 ist kompatibel zu einer zweiten Zentrierkontur 26, die auf der dem Stützkern 24 zugewandten Stirnseite des Innenkerns 23 ausgebildet ist, wobei der Stützkern 24 in einer konzentrisch zur Kavität 22 eingelassenen Kavität in der Form 21 in Richtung x der Längserstreckung der Kavität 22 verschiebbar ist.
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Zur Herstellung des an einer Stirnseite verschlossenen rohrförmigen Hohlkörpers wird in einem ersten Verfahrensschritt der Stützkern 24 soweit in die Kavität 22 eingefahren, bis die Zentrierkontur 27 des Stützkerns 24 in die Zentrierkontur 26 des Innenkerns 23 eingreift. Dadurch ist der Innenkern 23 zentriert in der Kavität 22 fixiert, so dass beim anschließenden Einspritzen flüssigen Kunststoffs von einen von dem Stützkern 24 entfernten Ende der Kavität 22 in die Kavität 22 in einer Richtung y, bis der Innenkern 23 und bereichsweise auch der Stützkern 24, soweit er in die Kavität 22 hinein ragt, von dem Kunststoff umschlossen ist, nicht dem durch den eingespritzten flüssigen Kunststoff verursachten Druck seitlich ausweichen kann. Durch diese zentrierte Fixierung des Innenkerns wird eine gleichmäßige Wandstärke der Mantelfläche 2 des Hohlkörpers gewährleistet.
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Wie in 2 zu erkennen ist, füllt der eingespritzte Kunststoff 25 die Kavität 22 vollständig aus. Würde man den Hohlkörper in diesem Zustand aushärten lassen, bekäme man einen beidseitig an den Stirnseiten offenen Hohlkörper.
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Um den Hohlkörper nun an einer Stirnseite zu verschließen, wird in einem weiteren Verfahrensschritt der Stützkern 24 von dem Innenkern 23 unter Ausbildung eines Spaltes 28 zurückgezogen. Die Breite des Spaltes 28 entspricht dabei gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante der maximalen Stärke einer Mantelfläche 2 des herzustellenden Hohlkörpers. Durch anschließendes weiteres Einspritzen flüssigen Kunststoffes in die Kavität 22 wird der bereits in der Kavität 22 vorhandene Kunststoff in den durch den zurückgezogenen Stützkern entstandenen Spalt 28 vorgeschoben, bis auch der Spalt 28 vollständig mit Kunststoff 25 gefüllt ist.
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Wichtig ist, dass durch den bereits vor diesen Verfahrensschritt in der Kavität befindliche Kunststoff 25 der Innenkern 23 in seiner zentrierten Position soweit fixiert ist, dass durch das Nachspritzen weiteren flüssigen Kunststoffs 25 in die Kavität 22 der in den Kern 23 nicht mehr seitlich ausweicht.
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Das Nachspritzen flüssigen Kunststoffs 25 erfolgt bevorzugt, nach dem der sich bereits in der Kavität 22 befindliche Kunststoff 25 teilweise plastifiziert ist und so den Innenkern 23 noch besser in seiner zentrierten Position hält.
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Die 3 zeigt die Form des Spritzgusswerkzeuges mit bereits eingespritzten flüssigen Kunststoff 25 nach dem Zurückziehen des Stützkerns 24 von dem Innenkern 23, wobei sich der oben beschriebene Spalt 28 ausbildet. In 4 ist der zum Nachspritzen flüssige Kunststoff in die Kavität 22 gezeigt, nach dem der Kunststoff 25 in den Spalt 28 vorgeschoben ist.
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5 zeigt den in 4 mit V bezeichneten Ausschnitt zur besseren Darstellung der Zentrierkonturen 26, 27. Die an der Stirnseite des Innenkerns 23 ausgebildete Zentrierkontur 26 ist dabei in der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsvariante derart gestaltet, dass die Stirnseite des Innenkerns 23 umläufig als Ring 31 ausgebildet ist. Im Zentrum dieses Ringes 31 ist eine Erhebung 29 vorgesehen, deren Höhe vorzugsweise der Höhe des Rings 31 entspricht.
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Dementsprechend ist die Zentrierkontur 27 des Stützkerns 24 ebenfalls als Ring 30 ausgebildet, wobei dieser Ring 30 in die durch den Ring 31 und die Erhebung 29 gebildete konzentrische Kontur 8 in der Stirnseite des Innenkerns 23 einschiebbar ist, so dass der Innenkern 23 durch Aufschieben des Stützkerns 24 über die ineinander passenden Zentrierkonturen 26, 27 zentriert in seiner Position gehalten wird. Andere Ausgestaltungsformen der Zentrierkonturen 26, 27, beispielsweise durch ineinander passende Vielecke, sind ebenfalls denkbar.
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Der in 6 gezeigte Möbeldämpfer 1 weist ein Gehäuse auf, das nach dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Das Gehäuse weist eine Mantelfläche auf, eine offene Stirnseite 4 und eine der offenen ersten Stirnseite 4 gegenüberliegende geschlossene Stirnseite 5, wobei die geschlossene Stirnseite 5 mit einer konzentrischen Kontur 8, 12 ausgebildet ist. Je nach bei den Herstellungsverfahren verwendeter Ausgestaltungen der Zentrierkontur 26, 27 ist die konzentrische Kontur 8, 12 nur auf der Außenfläche der geschlossenen Stirnseite 5 oder nur auf der Innenfläche der geschlossenen Stirnseite 5 oder sowohl auf der Außenfläche als auch auf der Innenfläche der geschlossenen Stirnseite 5 ausgebildet.
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Die konzentrische Kontur 8, 12 ist dabei bevorzugt als senkrechte und konzentrisch aus der Stirnfläche 5 herausstehende Ringwandung mit einer zentrischen Erhebung 7, 9 ausgebildet.
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Die Wandstärke der Stirnseite 5 ist dabei gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante größer als die Materialstärke des Mantels 2 des Möbeldämpfergehäuses. Bevorzugt ist auch der unmittelbar an die Stirnseite 5 angrenzende Mantelbereich 11 des Mantels 2 etwas größer als die Materialstärke des Mantels 2 im sonstigen Bereich des Gehäuses des Möbeldämpfers 1.
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Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Gehäuse des Möbeldämpfers 1 zeichnet sich durch seine konzentrische Zylinderinnenkontur aus, so dass ein in der Zylinderinnenkontur geführter Stößel 3 zuverlässig und dauerhaft in dem Gehäuse geführt wird. Die geschlossene Stirnseite 5 des Gehäuses ist durch die einstückige Bauweise zuverlässig dicht verschlossen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Möbeldämpfer
- 2
- Mantel(fläche)
- 3
- Stößel
- 4
- Stirnseite
- 5
- Stirnseite
- 6
- Aussparung
- 7
- Erhebung
- 8
- konzentrische Kontur
- 9
- Erhebung
- 11
- Mantelbereich
- 12
- konzentrische Kontur
- 20
- Form
- 21
- Form
- 22
- Kavität
- 23
- Innenkern
- 24
- Stützkern
- 25
- Kunststoff
- 26
- Zentrierkontur
- 27
- Zentrierkontur
- 28
- Spalt
- 29
- Erhebung
- 30
- Ring
- 31
- Ring
- x
- Verschieberichtung des Stützkerns
- y
- Einspritzrichtung
