DE102018115073A1 - VERFAHREN UND SPRITZGIEßMASCHINE ZUM HERSTELLEN EINES DRUCKAUSGLEICHSVENTILS FÜR EIN GEHÄUSEBAUTEIL - Google Patents

VERFAHREN UND SPRITZGIEßMASCHINE ZUM HERSTELLEN EINES DRUCKAUSGLEICHSVENTILS FÜR EIN GEHÄUSEBAUTEIL

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DE102018115073A1
DE102018115073A1 DE102018115073.3A DE102018115073A DE102018115073A1 DE 102018115073 A1 DE102018115073 A1 DE 102018115073A1 DE 102018115073 A DE102018115073 A DE 102018115073A DE 102018115073 A1 DE102018115073 A1 DE 102018115073A1
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injection molding
pressure compensation
molding machine
membrane
tool
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Nikolaus Feichtenschlager
Peter Esterbauer
Philipp Seidl
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Lisa Draexlmaier GmbH
Original Assignee
Lisa Draexlmaier GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Druckausgleichsventils (14) für ein Gehäusebauteil (10), umfassend die Schritte: Anordnen einer Druckausgleichsmembran (12) in einer Kavität (22) einer Spritzgießmaschine (18); Umspritzen der in der Kavität (22) angeordneten Druckausgleichsmembran (12) mit einem Spritzgießwerkstoff unter Ausbildung des Druckausgleichsventils (14). Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Spritzgießmaschine (18) zum Herstellen eines Druckausgleichsventils (14) für ein Gehäusebauteil (10), umfassend eine Trennvorrichtung (20) zum Heraustrennen einer Druckausgleichsmembran (12) aus einem als Endlosmaterial (22) ausgebildeten Membranwerkstoff; zwei Werkzeughälften (24, 26), zwischen denen das Endlosmaterial (22) aufnehmbar ist und die derart relativ zur Trennvorrichtung (20) beweglich gelagert sind, dass beim Bewegen der geschlossenen Werkzeughälften (24, 26) von einer Ausgangsstellung in eine Spritzgießstellung die Druckausgleichsmembran (12) mittels der Trennvorrichtung (20) aus dem zwischen den Werkzeughälften (24, 26) angeordneten Endlosmaterial (22) herausgetrennt wird; Fixiermittel (28, 30) zum Fixieren der Druckausgleichsmembran (12) in einer bestimmungsgemäßen Position in einer Kavität (22) von zumindest einer der Werkzeughälften (24, 26) zum Umspritzen der Druckausgleichsmembran (12) mittels des Spritzgießwerkstoffs unter Ausbildung des Druckausgleichsventils (14).

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Spritzgussmaschine zum Herstellen eines Druckausgleichsventils für ein Gehäusebauteil.
  • Stand der Technik
  • Bei unterschiedlichsten Gehäusebauteilen, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich, ist es oftmals erforderlich, dass diese eine Druckausgleichsfunktion aufweisen. Dabei kann es sich beispielsweise um Gehäusebauteile von Elektronikgehäuse, Gehäuse für Platinen, Gehäuse für Fremdstartstützpunkte und dergleichen handeln. Ist beispielsweise ein Innendruck in solchen Gehäusebauteilen geringer als der Umgebungsdruck, so ist es wünschenswert, dass ein Druckausgleich stattfinden kann. Der umgekehrte Fall ist auch möglich, also, dass in solchen Gehäusebauteilen ein Überdruck besteht, wobei in diesem Fall ebenfalls ein Druckausgleich wünschenswert sein kann.
  • Um einen solchen Druckausgleich zu realisieren, ist es beispielsweise möglich, eine Druckausgleichsmembran am Gehäusebauteil zu verschweißen. Die Druckausgleichsmembran kann die vorstehend genannten Druckunterschiede ausgleichen. Eine An- bzw. Verschweißen einer solchen Druckausgleichsmembran einem Gehäusebauteil bringt den Nachteil mit sich, dass bei jeder neuen Gehäusebauteilvariante üblicherweise Investitionen für neue Schweiß- und Prüfanlagen erforderlich sind. Denn diese Anlagen müssen an die jeweilige Gehäusebauteilvariante angepasst sein, um zuverlässige Schweiß- und Prüfergebnisse liefern zu können. Zudem werden Prozesszeiten für das Schweißen und Prüfen bei jedem neuen Gehäusebauteil erneut kostenwirksam.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vereinfachte Lösung bereitzustellen, mittels welcher eine Druckausgleichsfunktion in einem Gehäusebauteil integriert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch eine Spritzgießmaschine zum Herstellen eines Druckausgleichsventils für ein Gehäusebauteil mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Druckausgleichsventils für ein Gehäusebauteil wird eine Druckausgleichsmembran in einer Kavität einer Spritzgießmaschine angeordnet. Anschließend wird die in der Kavität angeordnete Druckausgleichsmembran mit einem Spritzgießwerkstoff unter Ausbildung des Druckausgleichsventils umspritzt.
  • Die Druckausgleichsmembran wird dabei derart mit dem Spritzgießwerkstoff umspritzt, dass die Druckausgleichsmembran mit einer Art Kunststoffplättchen umgeben wird. Nach dem Spritzgießvorgang ist die Druckausgleichsmembran fest von dem Spritzgießwerkstoff umgeben. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, ein Druckausgleichsventil in Form eines Membranchips mittels der Spritzgießmaschine kostengünstig, zuverlässig und in großen Stückzahlen herzustellen. Das als Membranchip ausgebildete Druckausgleichsventil kann dann auf einfache Weise im besagten Gehäusebauteil integriert werden. Dafür kann das hergestellte Druckausgleichsventil beispielsweise in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt werden, welches dazu ausgelegt ist, das Gehäusebauteil als solches herzustellen. Anschließend wird das Druckausgleichsventil wiederum mit einem Spritzgießwerkstoff umspritzt, aus welchem das Gehäusebauteil herzustellen ist. Dadurch kann das Druckausgleichsventil auf besonders einfache Weise in dem Gehäusebauteil integriert werden.
  • Der eingangs genannte Schweißprozess zum Integrieren der Druckausgleichsmembran kann dadurch entfallen. Infolgedessen können entsprechende Anlagekosten eingespart werden. Zudem ist es dadurch möglich, Prozesszeiten in der Montage zu reduzieren. Damit einhergehend können auch Flächenbedarfe in der Montage reduziert werden. Zudem kann dadurch die Anordnung der Druckausgleichsmembran im Gehäusebauteil besonders flexibel gestaltet werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, verschiedene Größen und Varianten des Druckausgleichsventils mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens herzustellen. Das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Druckausgleichsventil kann auch als eigenständiges Teil produziert und beispielsweise an andere Hersteller verkauft werden, die Gehäusebauteile aus Kunststoff herstellen und eine Druckausgleichsfunktion integrieren möchten.
  • Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es also möglich, auf besonders einfache Weise Druckausgleichsventile herzustellen, welche eine integrierte Druckausgleichsmembran aufweisen. Das erfindungsgemäß hergestellte Druckausgleichsventil kann auf besonders einfache Weise - beispielsweise durch einen weiteren Spritzgießvorgang - in entsprechende Gehäusebauteile integriert werden.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das hergestellte Druckausgleichsventil einer Funktionsprüfung, insbesondere einer Druckabfallprüfung, unterzogen wird. Nachdem also das hergestellte Druckausgleichsventil aus der Spritzgießmaschine entformt worden ist, kann direkt die Funktionalität beziehungsweise die zuverlässige Funktionsfähigkeit des Druckausgleichsventils getestet werden, was beispielsweise in Form einer Druckabfallprüfung erfolgen kann. Anschließend kann das Druckausgleichsventil beispielsweise verpackt werden. Die Funktionsfähigkeit des Druckausgleichsventils muss dadurch nicht erst dann geprüft werden, wenn es bereits in dem besagten Gehäusebauteil integriert worden ist. Fehlerhafte Druckausgleichsventile können auf diese Weise frühzeitig erkannt und aussortiert werden. Dadurch kann verhindert werden, dass nicht ordnungsgemäß funktionierende Druckausgleichsventile im besagten Gehäusebauteil verbaut beziehungsweise integriert werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein Membranwerkstoff als Endlosmaterial zwischen zwei Werkzeughälften der Spritzgießmaschine zugeführt und die Druckausgleichsmembran beim Schließen der Werkzeughälften aus dem Endlosmaterial herausgetrennt und dabei in einer bestimmungsgemäßen Position innerhalb der Kavität angeordnet wird. Die Druckausgleichsmembran kann dabei beispielsweise rollenförmig in Form des Endlosmaterials angeliefert und zwischen den zwei Werkzeughälften der Spritzgießmaschine aufgespannt werden. Bei dem Endlosmaterial kann es sich beispielsweise um eine Art Membranfolie handeln. Beim Schließen der Werkzeughälften wird die Druckausgleichsmembran aus dem Endlosmaterial herausgetrennt und dabei in der bestimmungsgemäßen Position innerhalb der Kavität angeordnet. Mit anderen Worten wird während des Heraustrennens die Druckausgleichsmembran zudem in eine Art Endlage in der bestimmungsgemäßen Position innerhalb der Kavität angeordnet, sodass die Druckausgleichsmembran anschließend mit dem Spritzgießwerkzeug unter Ausbildung des Druckausgleichsventils umspritzt werden kann. Dadurch, dass der Membranwerkstoff als Endlosmaterial zugeführt wird, ist es auf besonders effiziente Weise möglich, eine große Stückzahl der Druckausgleichsventile besonders schnell mittels der Spritzgießmaschine herzustellen.
  • Die erfindungsgemäße Spritzgießmaschine zum Herstellen eines Druckausgleichsventils für ein Gehäusebauteil umfasst eine Trennvorrichtung zum Heraustrennen einer Druckausgleichsmembran aus einem als Endlosmaterial ausgebildeten Membranwerkstoff. Des Weiteren umfasst die Spritzgießmaschine zwei Werkzeughälften, zwischen denen das Endlosmaterial aufnehmbar ist und die derart relativ zur Trennvorrichtung beweglich gelagert sind, dass beim Bewegen der geschlossenen Werkzeughälften von einer Ausgangsstellung in eine Spritzgießstellung die Druckausgleichsmembrane mittels der Trennvorrichtung aus dem zwischen den Werkzeughälften angeordneten Endlosmaterial herausgetrennt wird. Zudem umfasst die Spritzgießmaschine Fixiermittel zum Fixieren der Druckausgleichsmembran in einer bestimmungsgemäßen Position in einer Kavität von zumindest einer der Werkzeughälften zum Umspritzen der Druckausgleichsmembran mittels des Spritzgießwerkstoffs und Ausbildung des Druckausgleichsventils. Der Membranwerkstoff, aus welchem die Druckausgleichsmembran herausgetrennt werden kann, kann also als Endlosmaterial zwischen Werkzeughälften der Spritzgießmaschine bereitgestellt werden. Sobald die Spritzgießmaschine schließt, also die beiden Werkzeughälften geschlossen und anschließend aus einer geschlossenen Ausgangsstellung in eine geschlossene Spritzgießstellung bewegt werden, trennt die Trennvorrichtung der Spritzgießmaschine automatisch die jeweilige Druckausgleichsmembran aus dem Endlosmaterial heraus. Bei der Trennvorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Art Schneidhülse oder auch um eine Art Schneidstempel handeln. Dadurch, dass die zwei Werkzeughälften, zwischen denen das Endlosmaterial aufnehmbar ist, relativ zur Trennvorrichtung beweglich gelagert sind, trennt diese automatisch die betreffende Druckausgleichsmembran aus dem Endlosmaterial heraus, sobald die geschlossenen Werkzeughälften in die besagte Spritzgießstellung verfahren werden. Die Fixiermittel der Spritzgießmaschine sorgen dann dafür, dass die herausgetrennte Druckausgleichsmembran in ihrer bestimmungsgemäßen Position in der Kavität der Spritzgießmaschine angeordnet wird. Anschließend kann die Druckausgleichsmembran mittels der Spritzgießmaschine unter Ausbildung des Druckausgleichsventils umspritzt und danach beispielsweise mittels eines Auswerfers entformt werden. Mittels der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine ist es auf einfache und zuverlässige Weise möglich, in hohen Stückzahlen das besagte Druckausgleichsventil herzustellen. Das Zuführen des als Endlosmaterial ausgebildeten Membranwerkstoffs und das Heraustrennen der jeweiligen Druckausgleichsmembran mittels der Trennvorrichtung kann vollautomatisch erfolgen. Zudem erfolgt aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der Werkzeughälften zur Trennvorrichtung und der Relativbeweglichkeit der Werkzeughälften zur Trennvorrichtung ganz automatisch das Heraustrennen der Druckausgleichsmembran, sobald die geschlossenen Werkzeughälften von ihrer Ausgangsstellung in die Spritzgießstellung bewegt werden.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform Spritzgießmaschine sieht vor, dass die Spritzgießmaschine eine Zuführrolle zum Zuführen des Endlosmaterials zwischen den Werkzeughälften und eine Abführrolle zum Abführen eines nach dem Heraustrennen der Druckausgleichsmembran verbleibenden Streifens des Endlosmaterials aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, das Endlosmaterial zuverlässig zwischen den Werkzeughälften zu positionieren und nach dem jeweiligen Heraustrennen der jeweiligen Druckausgleichsmembrane den verbleibenden Streifen des Endlosmaterials auch wieder abzuführen. Dadurch wird eine vollautomatische und somit zuverlässige und schnelle Herstellung des Druckausgleichsventils begünstigt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spritzgießmaschine ist es vorgesehen, dass die Trennvorrichtung unbeweglich an einem Werkzeugrahmen der Spritzgießmaschine fixiert ist und in einen Hohlraum von einer der Werkzeughälften hineinragt, welche relativbeweglich zur Trennvorrichtung am Werkzeugrahmen gelagert ist, wobei die Trennvorrichtung bei der Bewegung der geschlossenen Werkzeughälften in die Spritzgießposition in einen Hohlraum der anderen Werkzeughälfte taucht und dadurch die Druckausgleichsmembran aus dem Endlosmaterial heraustrennt. Die Relativbeweglichkeit zwischen den Werkzeughälften und der Trennvorrichtung wird also dadurch realisiert, dass die Trennvorrichtung unbeweglich am besagten Werkzeugrahmen der Spritzgießmaschine fixiert ist. Die beiden Werkzeughälften können wiederum relativ zum Werkzeugrahmen und somit auch relativ zur Trennvorrichtung bewegt werden. Sobald die geschlossenen Werkzeughälften in die Spritzgießposition bewegt werden, taucht die Trennvorrichtung in den Hohlraum der anderen Werkzeughälfte ein, in welche sie in der Ausgangsstellung der geschlossenen Werkzeughälften noch nicht hineintaucht. Da das Endlosmaterial, aus welchem die Druckausgleichsmembran herausgetrennt werden kann, zwischen den Werkzeughälften angeordnet ist, wird automatisch die jeweilige Druckausgleichsmembran aus dem Endlosmaterial herausgetrennt. Die Trennvorrichtung selbst muss bei diesem Vorgang also überhaupt nicht bewegt werden. Lediglich die Relativbewegung der geschlossenen Werkzeughälften zur Trennvorrichtung ist ausreichend, um die jeweilige Druckausgleichsmembran aus dem Endlosmaterial herauszutrennen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Spritzgießmaschine sieht vor, dass die andere Werkzeughälfte, in deren Hohlraum die Trennvorrichtung in der Spritzgießstellung eintaucht, ein die Kavität aufweisendes, in zwei Hälften trennbares Formwerkzeug umfasst. Mit anderen Worten weist also nur eine der beiden Werkzeughälften die Kavität auf, welche die Formgebung des Druckausgleichsventils definiert. Beim Schließen der Werkzeughälften und anschließenden Bewegen der Werkzeughälften in die Spritzgießposition taucht die Trennvorrichtung dabei vorzugsweise so weit in das Formwerkzeug ein, dass die Trennvorrichtung nicht in die Kavität des Formwerkzeugs hineinragt. Während des eigentlichen Spritzgießvorgangs kann dadurch sichergestellt werden, dass die Trennvorrichtung selbst nicht mit dem Spritzgießwerkstoff in Berührung gelangt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spritzgießmaschine ist es vorgesehen, dass die am Werkzeugrahmen gelagerte Werkzeughälfte mittels wenigstens einem sich am Werkzeugrahmen abstützenden Federelement mit einer Rückstellkraft in Richtung der anderen Werkzeughälfte beaufschlagt ist. Dadurch ist es beispielsweise möglich, dass nach dem Spritzgießvorgang die beiden Werkzeughälften automatisch aufgrund der Rückstellkraft des Federelements in ihre Ausgangsstellung bewegt werden. Beim Bewegen der beiden geschlossenen Werkzeughälften in Spritzgießstellung wird das Federelement beispielsweise gestaucht und sorgt dadurch dafür, dass die beiden Werkzeughälften zuverlässig und fest ineinander anliegen. Sobald der Spritzgießvorgang abgeschlossen worden ist, können die beiden Werkzeughälften wieder in ihre Ausgangsstellung bewegt werden, wobei dies durch das Federelement unterstützt wird, da dieses die besagte Rückstellkraft in Richtung der anderen Werkzeughälfte ausübt.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Spritzgießmaschine ist es vorgesehen, dass die Fixiermittel zwei gegenüberliegend zueinander angeordnete Fixierstifte umfassen, welche derart in jeweils einer der Werkzeughälften relativbeweglich zu diesem angeordnet sind, dass die Fixierstifte mit ihren einander zugewandten Stirnseiten die Druckausgleichsmembran beim Erreichen der Spritzgießposition in der geschlossenen Werkzeughälfte in der bestimmungsgemäßen Position zwischen sich in der Kavität fixieren. Werden also die geschlossenen Werkzeughälften von ihrer Ausgangsstellung in die Spritzgießstellung bewegt, so halten die Fixierstifte währenddessen die zwischen sich fixierte Druckausgleichsmembran an derselben Position fest. Aufgrund der Relativbeweglichkeit der Werkzeughälften zu den Fixierstiften wird die Druckausgleichsmembran dabei automatisch in ihrer funktionsgemäßen Position in der Kavität fixiert und positioniert. So ist es auf zuverlässige Weise möglich, im Zuge des Heraustrennvorgangs der Druckausgleichsmembran diese mittels der Fixierstifte automatisch auch in ihrer bestimmungsgemäßen Position in der Kavität zu positionieren und zu fixieren.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Spritzgießmaschine sieht vor, dass bei geschlossenen Werkzeughälften zum Fixieren der Druckausgleichsmembran wenigstens ein an einem der Fixierstifte angreifendes Federelement die einander zugewandten Stirnseiten der Fixierstifte aneinanderdrückt. Zum einen kann dadurch sichergestellt werden, dass die Druckausgleichsmembran zuverlässig zwischen den Fixierstiften gehalten wird. Zudem kann das Federelement dafür sorgen, dass die Fixierstifte die Druckausgleichsmembran exakt in ihrer bestimmungsgemäßen Position in der Kavität fixieren und positionieren.
  • Schließlich sieht eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Spritzgießmaschine vor, dass im Bereich der Stirnseiten der Fixierstifte Aussparungen zum Eindringen des Spritzgießwerkstoffs vorhanden sind. Dadurch kann sichergestellt werden, dass während des Umspritzens der Druckausgleichsmembran der Spritzgießwerkstoff durch die Aussparungen der Fixierstifte eindringen kann. Infolgedessen kann die Druckausgleichsmembran im Zuge des Spritzgießvorgangs zuverlässig im Spritzgießwerkstoff fixiert und verankert werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Figurenliste
  • Die Zeichnung zeigt in:
    • 1 eine Perspektivansicht eines Gehäusebauteils mit einer eingeschweißten Druckausg leichsmembran ;
    • 2 eine Perspektivansicht eines Druckausgleichsventils für ein Gehäusebauteil, welches eine mit einem Spritzgießwerkstoff umspritzte Druckausgleichsmembran umfasst;
    • 3 eine schematische Perspektivansicht einer Spritzgießmaschine zum Herstellen des in 2 gezeigten Druckausgleichsventils;
    • 4 eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht der Spritzgießmaschine, wobei jeweilige Werkzeughälften der Spritzgießmaschine in einer geschlossenen Ausgangsstellung angeordnet sind, kurz bevor die Druckausgleichsmembran aus einem in Form eines Endlosmaterials zwischen den Werkzeughälften zugeführten Membranwerkstoff herausgetrennt wird;
    • 5 eine weitere teilweise geschnittene schematische Seitenansicht der Spritzgießmaschine, wobei die beiden geschlossenen Werkzeughälften aus ihrer Ausgangsstellung in eine Spritzgießstellung bewegt worden sind, infolgedessen die Druckausgleichsmembran aus dem Endlosmaterial herausgetrennt und in einer Kavität der oberen Werkzeughälfte angeordnet worden ist.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden.
  • Ein Gehäusebauteil 10 ist in einer Perspektivansicht in 1 gezeigt. Bei dem Gehäusebauteil 10 handelt es sich um einen Deckel für einen sogenannten Fremdstartstützpunkt. Solche Deckel werden oftmals in Kraftfahrzeugen im Motorraum verbaut, und zwar im Bereich der Fahrzeugbatterie, um diese fremdstarten zu können.
  • Das Gehäusebauteil 10 umfasst eine Druckausgleichsmembran 12, welche mittels eines Schweißvorgangs im beziehungsweise am Gehäusebauteil 10 fixiert worden ist. Wie es ihr Name schon sagt, ist die Druckausgleichsmembran 12 dafür zuständig, Druckunterschiede zwischen dem Inneren des Gehäusebauteils 10 und der Umgebung ausgleichen zu können. Das Einschweißen dieser Druckausgleichsmembran 12 ist relativ aufwendig, da dafür eine Schweißanlage benötigt wird. Werden unterschiedliche Varianten des Gehäusebauteils 10 hergestellt, so müssen auch unterschiedliche Varianten von Schweißanlagen vorgehalten werden. Zudem müssen für unterschiedliche Varianten von Gehäusebauteilen 10 auch unterschiedliche Prüfanlagen bereitgestellt werden. Soweit also unterschiedliche beziehungsweise neue Varianten des Gehäusebauteils 10 hergestellt werden sollen, werden üblicherweise auch immer wieder neue Investitionen für Schweiß- und Prüfanlagen erforderlich.
  • In 2 ist ein Druckausgleichsventil 14 in einer Perspektivansicht gezeigt. Das Druckausgleichsventil 14 umfasst eine Druckausgleichsmembran 12 und ist von einem ringförmigen Kunststoffmaterial 16 umgeben und in dieses eingebettet. Das Kunststoffmaterial 16 bildet eine Art Kunststoffplättchen mit einer Aussparung in der Mitte, wo sich die Druckausgleichsmembran 12 befindet. Das Druckausgleichsventil 14 ist also als eine Art Membranchip mit integrierter Druckausgleichsmembran 14 ausgebildet. Die hier gezeigte Form ist beispielhaft zu verstehen. Natürlich kann das Druckausgleichsventil 14 auch andere Formgebungen aufweisen.
  • Das hier gezeigte Druckausgleichsventil 14 muss zur Integrierung der Druckausgleichsmembran 12 in Gehäusebauteile 10 - wie in 1 gezeigt - nicht erst aufwendig durch Schweißvorgänge befestigt. Stattdessen ist es möglich, das Druckausgleichsventil 14 zum Beispiel in eine geeignete Spritzgießmaschine einzulegen, welche dazu ausgelegt ist, das Gehäusebauteil 10 herzustellen. Im Zuge eines Spritzgießverfahrens kann so das Gehäusebauteil 10 so hergestellt werden, dass das Druckausgleichsventil 14 gleich mit integriert wird. Aufwendige Schweißanlagen können dadurch entfallen. Zudem ist es möglich, das Druckausgleichsventil 14 noch vor der Integration in das Gehäusebauteil 10 separat zu testen, beispielsweise einer Druckabfallprüfung zu unterziehen. Auf diese Weise ist es möglich, von vornherein zu verhindern, dass nicht funktionstüchtige Druckausgleichsventile 14 in die Gehäusebauteile 10 integriert werden.
  • In 3 ist eine Spritzgießmaschine 18 zum Herstellen des Druckausgleichsventils 14 in einer schematischen Perspektivansicht gezeigt. Die Spritzgießmaschine 18 umfasst eine Trennvorrichtung 20 zum Heraustrennen der Druckausgleichsmembran 12 aus einem als Endlosmaterial 22 ausgebildeten Membranwerkstoff. Bei dem Membranwerkstoff kann es sich beispielsweise um einen folienartigen Membranwerkstoff handeln, welcher zum Beispiel gasdurchlässig, aber wasserundurchlässig ist. Je nach Einsatzbereich des herzustellenden Druckausgleichsventils 14 können geeignete Materialien für den Membranwerkstoff und somit für die Druckausgleichsmembran 12 gewählt werden.
  • Das Endlosmaterial 22 wird streifenförmig der Spritzgießmaschine 18 zugeführt. Die Spritzgießmaschine 18 umfasst zwei Werkzeughälften 24, 26, zwischen denen das Endlosmaterial 22 aufnehmbar ist. Die beiden Werkzeughälften 24, 26 sind derart relativ zur Trennvorrichtung 20 beweglich gelagert, dass beim Bewegen der geschlossenen Werkzeughälften 24, 26 von einer hier gezeigten Ausgangsstellung in eine in der nachfolgenden Figur dargestellte Spritzgießstellung die Druckausgleichsmembran 12 mittels der Trennvorrichtung 20 aus dem zwischen den Werkzeughälften 24, 26 angeordneten Endlosmaterial 22 herausgetrennt wird.
  • Die beiden Werkzeughälften 24, 26 können auch als erste Werkzeughälfte 24 und zweite Werkzeughälfte 26 oder alternativ als die Werkzeughälfte 24 und die andere Werkzeughälfte 26 bezeichnet werden.
  • Zudem umfasst die Spritzgießmaschine 18 Fixiermittel in Form von Fixierstiften 28, 30 zum Fixieren der Druckausgleichsmembran 12 in einer bestimmungsgemäßen Position in einer Kavität 32, welche innerhalb der Werkzeughälfte 26 ausgebildet ist. Bei der vorliegend gezeigten Ausführungsform der Spritzgießmaschine 18 umfasst also nur die obere der beiden Werkzeughälften 26 die Kavität 32. Die Werkzeughälfte 26 umfasst dafür ein in zwei Hälften 34, 36 trennbares Formwerkzeug.
  • Die Fixierstifte 28, 30 können auch als erster Fixierstift 28 und zweiter Fixierstift 30 und die zwei Hälften 34, 36 des trennbaren Formwerkzeugs können auch als erste Hälfte 34 und zweite Hälfte 36 bezeichnet werden.
  • In 4 ist die Spritzgießmaschine 18 in einer schematischen und teilweise transparenten Seitenschnittansicht gezeigt. Die Spritzgießmaschine 18 umfasst eine Zuführrolle 37 zum Zuführen des Endlosmaterials 22 zwischen die Werkzeughälften 24, 26 und eine Abführrolle 38 zum Abführen eines nach dem Heraustrennen der Druckausgleichsmembran 12 verbleibenden Streifens 40 des Endlosmaterials 22. Mittels der Zuführrolle 37 und der Abführrolle 38 ist es somit auf einfache Weise möglich, das Endlosmaterial 22 zwischen den beiden Werkzeughälften 24, 26 zuzuführen und wieder herauszuführen.
  • Bei der Trennvorrichtung 20 kann es sich beispielsweise um eine Art Schneidhülse beziehungsweise Schneidstempel handeln. Die Trennvorrichtung 20 ist unbeweglich an einem Werkzeugrahmen 42 der Spritzgießmaschine 18 fixiert. Dabei ragt die Trennvorrichtung 20 in einen nicht näher bezeichneten Hohlraum der Werkzeughälfte 24 hinein, welche relativbeweglich zur Trennvorrichtung 20 am Werkzeugrahmen 42 unter Vermittlung mehrerer Federelemente 44 gelagert ist. Die geschlossenen Werkzeughälften 24, 26 sind in der vorliegenden Darstellung in ihrer bereits geschlossenen Ausgangsposition gezeigt. In dieser Ausgangsposition liegt ein Bereich des Endlosmaterials 22, aus welchem die Druckausgleichsmembran 12 noch herausgetrennt werden soll, oberhalb von der Trennvorrichtung 20 außenseitig an der Werkzeughälfte 24 an. Die beiden Fixierstifte 28, 30 fixieren dabei das Endlosmaterial 22 zwischen sich. Der Fixierstift 30 ist dabei unter Vermittlung eines Federelements 46 an der Werkzeughälfte 26 relativbeweglich gelagert. Dadurch werden jeweilige Stirnseiten 48 der Fixierstifte 28, 30 zusammengedrückt und infolgedessen das Endlosmaterial 22 zwischen den Fixierstiften 28, 30 fixiert.
  • In 5 ist die Spritzgießmaschine 18 in einer weiteren schematischen und teilweise transparent dargestellten Schnittansicht gezeigt. Die beiden Werkzeughälften 24, 26 wurden dabei aus der in 4 gezeigten Ausgangsposition - gemäß den Darstellungen in 4 und 5 - nach unten in ihre Spritzgießposition bewegt. Während dieser Bewegung taucht die Trennvorrichtung 20 in einen nicht näher bezeichneten Hohlraum der oberen Werkzeughälfte 26 ein und trennt dadurch die Druckausgleichsmembran 12 aus dem Endlosmaterial 22 heraus.
  • Während der Bewegung der geschlossenen Werkzeughälften 24, 26 in die hier gezeigte Spritzgießposition wird die Druckausgleichsmembran 12 zwischen den Stirnseiten 48 der Fixierstifte 28, 30 an ein und derselben Position gehalten. Dadurch erfolgt also eine Relativbewegung der Werkzeughälften 24, 26 gegenüber der herausgetrennten Druckausgleichsmembran 12. Infolgedessen wird die Druckausgleichsmembran 12 automatisch während der Bewegung der Werkzeughälften 24, 26 nach unten in die Spritzgießposition innerhalb der Kavität 32 positioniert.
  • Die zwei gegenüberliegend zueinander angeordneten Fixierstifte 28, 30 sind also derart in den jeweiligen Werkzeughälften 24, 26 relativbeweglich zu diesen angeordnet, dass die Fixierstifte 28, 30 und deren einander zugewandte Stirnseiten 48 die herausgetrennte Druckausgleichsmembran 12 beim Erreichen der in 5 gezeigten Spritzgießposition der geschlossenen Werkzeughälften 24, 26 in der bestimmungsgemäßen Position zwischen sich und entsprechend in der Kavität 32 fixieren. Anschließend kann die in der Kavität 32 angeordnete Druckausgleichsmembran 12 unter Ausbildung des Druckausgleichsventils 14 mit einem Spritzgießwerkstoff umspritzt werden.
  • Im Bereich der Stirnseiten 48 der Fixierstifte 28, 30 sind mehrere Aussparungen 50 zum Eindringen des Spritzgießwerkstoffs vorhanden. Dadurch kann der Spritzgießwerkstoff in die Aussparungen 50 gelangen, infolgedessen die Druckausgleichsmembran 12 während des Spritzgießvorgangs zuverlässig im Kunststoffmaterial 16 eingebettet und darin fixiert werden kann.
  • Nach dem Spritzgießvorgang kann das so hergestellte Druckausgleichsventil 14, in welchem die Druckausgleichsmembran 12 integriert ist, entformt werden. Dafür können die beiden Werkzeughälften 24, 26 zunächst wiederum in die in 4 gezeigte Ausgangsstellung bewegt werden. Anschließend werden die das eigentliche Formwerkzeug bildenden Hälften 34, 36 der Werkzeughälfte 26 auseinander bewegt und das Druckausgleichsventil 14 wird beispielsweise mittels eines Auswerfers entformt.
  • Danach kann das hergestellte Druckausgleichsventil 14 einer Funktionsprüfung, beispielsweise einer Druckabfallprüfung, unterzogen werden. So kann direkt nach der Herstellung des jeweiligen Druckausgleichsventils 14 überprüft werden, ob eine ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit gegeben ist. Sollte dies nicht der Fall sein, können die entsprechenden Druckausgleichsventile 14 gleich aussortiert werden. Die für gut befundenen Druckausgleichsventile 14 können dann beispielsweise verpackt werden.
  • Das in 1 dargestellte Gehäusebauteil 10 kann nun auf andere Weise hergestellt werden, indem das Druckausgleichsventil 14, welches mittels der Spritzgießmaschine 18 hergestellt worden ist, in einer weiteren hier nicht dargestellten Spritzgießmaschine angeordnet wird, welche dazu ausgelegt ist, das Gehäusebauteil 10 herzustellen. Das Druckausgleichsventil 14 wird dafür in dieser besagten Spritzgießmaschine 18 in einer entsprechenden Kavität positioniert und anschießend mit Kunststoffmaterial unter Ausbildung des Gehäusebauteils 10 umspritzt.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Gehäusebauteil
    12
    Druckausgleichsmembran
    14
    Druckausgleichsventil
    16
    Kunststoffmaterial
    18
    Spritzgießmaschine
    20
    Trennvorrichtung
    22
    Endlosmaterial
    24
    Werkzeughälfte
    26
    Werkzeughälfte
    28
    Fixierstift
    30
    Fixierstift
    32
    Kavität
    34
    Hälfte eines trennbaren Formwerkzeugs
    36
    Hälfte des trennbaren Formwerkzeugs
    37
    Zuführrolle
    38
    Abführrolle
    40
    verbleibender Streifen des Endlosmaterials 22
    42
    Werkzeugrahmen der Spritzgießmaschine
    44
    Federelement
    46
    Federelement
    48
    Stirnseiten der Fixierstifte
    50
    Aussparungen im Bereich der Stirnseiten der Fixierstifte

Claims (11)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Druckausgleichsventils (14) für ein Gehäusebauteil (10), umfassend die Schritte: - Anordnen einer Druckausgleichsmembran (12) in einer Kavität (22) einer Spritzgießmaschine (18); - Umspritzen der in der Kavität (22) angeordneten Druckausgleichsmembran (12) mit einem Spritzgießwerkstoff unter Ausbildung des Druckausgleichsventils (14).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hergestellte Druckausgleichsventil (14) einer Funktionsprüfung, insbesondere einer Druckabfallprüfung, unterzogen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Membranwerkstoff als Endlosmaterial (22) zwischen zwei Werkzeughälften (24, 26) der Spritzgießmaschine (18) zugeführt und die Druckausgleichsmembran (12) beim Schließen der Werkzeughälften (24, 26) aus dem Endlosmaterial herausgetrennt und dabei in einer bestimmungsgemäßen Position innerhalb der Kavität (22) angeordnet wird.
  4. Spritzgießmaschine (18) zum Herstellen eines Druckausgleichsventils (14) für ein Gehäusebauteil (10), umfassend - eine Trennvorrichtung (20) zum Heraustrennen einer Druckausgleichsmembran (12) aus einem als Endlosmaterial (22) ausgebildeten Membranwerkstoff; - zwei Werkzeughälften (24, 26), zwischen denen das Endlosmaterial (22) aufnehmbar ist und die derart relativ zur Trennvorrichtung (20) beweglich gelagert sind, dass beim Bewegen der geschlossenen Werkzeughälften (24, 26) von einer Ausgangsstellung in eine Spritzgießstellung die Druckausgleichsmembran (12) mittels der Trennvorrichtung (20) aus dem zwischen den Werkzeughälften (24, 26) angeordneten Endlosmaterial (22) herausgetrennt wird; - Fixiermittel (28, 30) zum Fixieren der Druckausgleichsmembran (12) in einer bestimmungsgemäßen Position in einer Kavität (22) von zumindest einer der Werkzeughälften (24, 26) zum Umspritzen der Druckausgleichsmembran (12) mittels des Spritzgießwerkstoffs unter Ausbildung des Druckausgleichsventils (14).
  5. Spritzgießmaschine (18) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgießmaschine (18) eine Zuführrolle (37) zum Zuführen des Endlosmaterials (22) zwischen die Werkzeughälften (24, 26) und eine Abführrolle (38) zum Abführen eines nach dem Heraustrennen der Druckausgleichsmembran (12) verbleibenden Streifens (40) des Endlosmaterials (22) aufweist.
  6. Spritzgießmaschine (18) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (20) unbeweglich an einem Werkzeugrahmen (42) der Spritzgießmaschine (18) fixiert ist und in einen Hohlraum von einer der Werkzeughälften (24) hineinragt, welche relativbeweglich zur Trennvorrichtung (20) am Werkzeugrahmen (42) gelagert ist, wobei die Trennvorrichtung (20) bei der Bewegung der geschlossenen Werkzeughälften (24, 26) in die Spritzgießposition in einen Hohlraum der anderen Werkzeughälfte (26) taucht und dadurch die Druckausgleichsmembran (12) aus dem Endlosmaterial (22) heraustrennt.
  7. Spritzgießmaschine (18) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Werkzeughälfte (26), in deren Hohlraum die Trennvorrichtung (20) in der Spritzgießstellung eintaucht, ein die Kavität (22) aufweisendes, in zwei Hälften (34, 36) trennbares Formwerkzeug umfasst.
  8. Spritzgießmaschine (18) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die am Werkzeugrahmen (42) gelagerte Werkzeughälfte (24) mittels wenigstens einem sich am Werkzeugrahmen (42) abstützenden Federelement (44) mit einer Rückstellkraft in Richtung der anderen Werkzeughälfte (26) beaufschlagt ist.
  9. Spritzgießmaschine (18) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiermittel zwei gegenüberliegend zueinander angeordnete Fixierstifte (28, 30) umfassen, welche derart in jeweils einer der Werkzeughälften (24, 26) relativbeweglich zu diesen angeordnet sind, dass die Fixierstifte (28, 30) mit ihren einander zugewandten Stirnseiten (48) die Druckausgleichsmembran (12) beim Erreichen der Spritzgießposition der geschlossenen Werkzeughälften (24, 26) in der bestimmungsgemäßen Position zwischen sich in der Kavität (22) fixieren.
  10. Spritzgießmaschine (18) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenen Werkzeughälften (24, 26) zum Fixieren der Druckausgleichsmembran (12) wenigstens ein an einem der Fixierstifte (30) angreifendes Federelement (46) die einander zugewandten Stirnseiten (48) der Fixierstifte (28, 30) aneinanderdrückt.
  11. Spritzgießmaschine (18) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Stirnseiten (48) der Fixierstifte (28, 30) Aussparungen (50) zum Eindringen des Spritzgießwerkstoffs vorhanden sind.
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