DE1779797C3

DE1779797C3 - Verfahren zum Herstellen von Gegenständen aus mindestens zwei sich beim Pressen verbindenden Rohlingen aus verschiedenen Materialien

Info

Publication number: DE1779797C3
Application number: DE1779797A
Authority: DE
Inventors: Robert W. Birmingham Sanderson; Ralph P. Saline Schmuckal
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1967-09-29
Filing date: 1968-09-27
Publication date: 1974-05-02
Also published as: DE1779797A1; US3493645A; DE1779797B2; GB1232314A

Description

das teure Material an der Dichtungsfläche enthalten, Fällen von Vorteil ist, soll üblicherweise die Ge-

das durch ein weniger teures Grundmaterial von der 65 samtmenge des hochbeanspruchten Materials an der

Rückseite unterstützt wird, wurden bereits hergestellt, Dichiungsfläche sein. Dies kann erreicht werden, in-

um die Materialkosten zu senken. Ein erheblicher dem auf den zylindrischen und den ringförmigen

Teil der durch mehrfache Dichtungsmaterialien ge- Rohling zusätzlich ein drittes Rohling gelegt wird

und die drei Rohlinge gemeinsam verformt werden. Durch Schließen der Form wird dann das Material des ringförmigen Rohlings an der Dichtungsfläche konzentriert, während ein Teil des Materials des dritten Rohlings an der äußeren Seite der Dichtung zu liegen kommt und das resüiche Material des dritten Rohlings mit dem Material des zylindrischen Rohlings in den Körper der Dichtung zu liegen kommt.

In einer speziellen Ausführungsform zum Formen von Wellendichtungen ist eine Vorrichtung mit einem eine zylindrische Aussparung aufweisenden Stempel und einem in diese Aussparung einführbaren Kern so ausgebildet, daß der Kern an den dem Stempel zugewandten Ende eine Umfangsnut aufweist und daß die Zylinderwand der Aussparung übet ihren Umfang einen halbkreisförmigen Wulst aufweist, der bei geschlossenem Formwerkzeug in der Höhe der Umfangsnut liegt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt einer geöffneten Form, wobei die aus verschiedenen Materialien bestehenden Rohlinge an der Oberseite des Kerns liegen,

Fig. 2 die Verformung der Materialien während des Pressens,

F i g. 3 die fertige Dichtung im Formhohlraum.

F i g. 4 eine geöffnete Form mit drei Rohlingen,

F i g. 5 die Verformung der drei Materialien während des Pressens und

F i g. 6 den Querschnitt der geschlossenen Form.

Gemäß Fig. 1 ist ein Kern 10 in einem feststehenden Formgehäuse 12 angebracht. Der Kern 10 hat eine Umfangsnut 14, die sein oberes Endteil umrundet und die der gewünschten Form der Dichtungslippe entspricht. Ein beweglicher Stempel 16 befindet sich oberhalb der Oberfläche des Kerns 10. Der Stempel 16 hat eine nach abwärts gerichtete ringförmige Leiste 18. die geringfügig größer als der Durchmesser des Kerns 10 ist: die Leiste 18 bildet zusammen mit dem Kerr. IO den Formhohlraum 20.

Ein nach abwärts vorspringender Rand 22 ist am Bodenteil der Leiste 18 ausgebildet, und ein nach einwärts vorspringender Wulst 24 ist innen an der Leiste ausgebildet, von wo er in den Formhohlraum 20 vorspringt. Ein flacher Vorsprung 26 ht am mittigen Teil des Stempels 16 ausgebildet.

Während des Form arbeitsgänge wird der Kern 10, das Formgehäuse 12 und der Stempel 16 auf die geeignete Temperatur, beispielsweise auf etwa 150° C, erhitzt. Das Metallgehäuse 28 der entstehenden Dichtung wird zunächst in das Forrr.gehäuse 12 eingesetzt. Dann wird der zylindrische Rohling 30 aus dem Material für den Dichtungskörper auf den Kern 10 gelegt, und ein ringförmiger Rohling 32 aus dem .Material für die Dichtungsfiächo wird radial um die äußere Seite des zylindrischen Rohlings 30 gelegt.

Der Stempel 16 wird langsam nach abwärts in Richtung des Kerns 10 bewegt, und wenn der Vorsprung 26 den Roh'ing 30 berührt, beginnt das Material des Rohlings 32 über die Lippe 29 in de" Formhohlraum 20 einzudringen, wobei ein Teil des hochbcanspruchbaren Materials der Kontur der Umfangsnut 14 im Kern und ein Teil der Kontur dei Leiste 18 folgt, wie aus Fi g. 2 ersichtlich. Beim weiteren Absenken des Stempels 16 wird das Grundmaterial in den Hauptteil des Formhohlraumes 20 gedrückt, wobei das Grundmaterial eventuell das Metallgehäuse 28 berührt. 'Vie aus F i g. 3 ersichtlich, ist in der erhaltenen Dichtung die Dichtungsfläche 34 und ein Teil der Dichtungsrückseite 36 aus dem Material des ringförmigen Rohlings 32 ausgebildet, während der Hauptkörper 38 aus dem Material des zylindrischen Rohlings 30 besteht. Nach der Härtung wird die Form geöffnet und die Dichtung entnommen. Die Dichtung wird dann etwa entlang der punktierten Linie 39 geschnitten und eine umlau-

fende Feder in den durch den Wulst 24 ausgebildeten Kanal eingesetzt.

Bei den Fig. 4 und 6 wird die Vorrichtung nach F i g. 1 zur Herstellung einer Dichtung verwendet, bei der das gesamte Material des ringförmigen Roh-

lings 42 an der Dichtungsfläche konzentriert ist. Ein zylindrischer Rohling 40 wird auf den Kern 10 gelegt und von einem ringförmigen Rohling 42 umgeben und beide Rohlinge durch einen weiteren zylindrischen Rohling 44 überdeckt. Wenn der Stempel 16

so ι» Berührung mit dem Rohling 44 kommt, beginnen die Materialien der Rohlinge 42 und 44 in den Formhohlraum 20, siehe F i g. 5, einzudringen. Das Material des Rohlings 42 folgt dem Umriß des Kerns 10 in die Umfangsnut 14, während das Materia! des

Rohlings 44 dem Umriß der Leiste 18 folgt. Durch fortgesetzte Bewegung des Stempels 16 wird das restliche Material der Rohlinge 40 und 44 in den Hauptteil des Formhohlraumes 20 und in Berührung mit dem Metallgehäuse 24 gepreßt. Die in F i g. 6 gezeigte dabei erhaltene Dichtung besitzt eine Fläche 46 aus dem Material des ringförmigen Rohlings 42, wobei ein beträchtlicher Teil des Materials an der Stelle der Umfangsnut 14 konzentriert ist. Das Material der Rohlinge 40 und 44 bildet den Rest der Dichtung.

Es ergibt sich im allgemeinen eine gute Vernetzung /.wischen den Materialien der Dichtungsfläche und dem Dichtungskörper während des Formschließens und der Härtungsarbeitsgänge. Für Materialien mit verringerter Haftung oder Vernetzung aneinander können die Vorformstücke aus Gemischen der Materialien gefertigt werden. So ':ann das Gemisch des Rohlings 32 aus awa 80 Gewichtsprozent des hochbeanspruchbaren Materials und etwa 20 Gewichtsprozent des den Körper bildenden Materials bestehen, während das Gemisch des Rohlings 30 aus etwa 20 Gewichtsprozent des hochbeanspruchbaren Materials und etwa 80 Gewichtsprozent des den Körper biWenden Materials bestehen kann. Andere Gemische können natürlich ebenfalls angewandt werden.

Die in den F i g. 1 und 4 gezeigten Rohlinge 30 und 32 bzw. 40 und 42 können aus einem festen, aus zwei Materialien bestehenden extrudierten Strang, bei dem das hochbeanspruchbarc Material die äußere Wand bildet, durch Schneiden zu Scheiben gebildet werden.

Als Beispiel für ein Verfahren zur Formung von Dichtungen von etwa 5 cm Durchmesser sind die Rohlinge 30 und 32 etwa 1,6 mm dick, und die radiaie Breite des ringförmigen Rohlings 32 beträgt eiwa 6 mm. Der Vorsprung 26 hat einen Durchmesser von etwa 2,5 cm und eine Höhe von 0,4 mm. Die Form schließt sich in einer Geschwindigkeit von etwa 6 mm je min. Der ringförmige Rohling 32 wiegt etwa 2,7 g, und der zylindrische Rohling 30 wiegt etwa 3,6 g, so daß das hochbeanspruchbare Material über 40 °/u der Formbeschickung ausmacht. Prak-

tisch der gesamte Abfall besteht aus dem billigen Material des Rohlings 30, und die schließlich erhaltene Dichtung enthält etwa 60 bis 70 % des hochbeanspruchbaren Materials. Das Verhalten der Dichtung entspricht praktisch dem Verhalten einer vollständig aus dem hochbeanspruchbaren Material geformten Dichtung, obwohl die Materialkosten etwa nur ein Drittel betragen. Wenn das Verfahren gemäß F i g. 4 zur Anwendung kommt, wiegt der ringförmige Rohling 42 etwa 1,2 g und die Rohlinge 40 und 44 zusammen etwa 4,6 g. Das hochbeanspruchte Material bildet dann etwa 20 °/o der Formbeschickung und etwa 30 % der fertigen Dichtung.

An Stelle der Anbringung der Rohlinge auf dt· Oberseite des Kerns kann die Formanurdnung auch umgekehrt werden und die Rohlinge in die Aussparung des Stempels 16 gelegt werden. Eine entsprechende Ausführungsform des Vorsprungs 26 kann an der Oberseite des Kerns angebracht sein, oder ein Vorsprung mit glattem Verlauf kann sowohl am Kern als auch am Stempel angebracht sein. Dichtungen, die aus drei Materialien bestehen, können unter Verwendung eines dritten Materials in ι orm eines Rohlings 44 hergestellt werden; die erhaltene Dichtung hat dann eine Fläche aus dem Materini des Rohlings 42, einen Kern aus dem Material des Rohlings 40 und eine Rückseite aus dem Material des Rohlings 44. Durch geeignete Wahl der Größe der Rohlinge können die nach dem Verfahren der F i g. 1 bis 3 hergestellten Dichtungen einen Kern aus dem Material des zylindrischen Rohlings 30, der vollständig durch das Material des ringförmigen Rohlings 12 umgeben ist, aufweisen.

Auf Grund der Erfindung ergib; sich somit ehi

iü Verfahren zum Formen einer aus mehreren Materialien aufgebauten Wellendichtung in einem einzigen Arbeitsgang. Das Verfahren erfordert beträchtlich weniger Zeit und Umstände als diu bisherigen Verfahren zur Herstellung von aus mehreren Materialien

'5 aufgebauten Dichtungen und ergibt Dichtungen, die beträchtliche Vorteile hinsichtlich der Materialein sparungen erbringen. Ein Ilauptvorteil des Verfahrens liegt in Her Tatsache, daß der erhaltene Abfall praktisch vollständig aus dem billigen Material der /viindrischen Rohlinge 30, 40 oder 44 besteht; durch geeignete Anpassung der Größen der Rohlinge kann auch erreicht werden, daß lediglich das hochbeanspruchbare Material den Formhohlraum füllt und da'. Grundmaterial praktisch den gesamten Abfall 'tar stellt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 wonnenen Materialeinsparungen ging jedoch auf Patentansprüche: Grund der gesteigerten und komplizierten Verfahrensstufen wieder verloren, die zur Herstellung der-

1. Verfahren zum Herstellen von Gegenstän- artiger Dichtungen erforderlich sind.

den aus mindestens zwei sich beim Pressen ver- 5 Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung von

bindenden Rohlingen aus verschiedenen Mate- Dichtungen aus mindestens zwei unterschiedlichen

rialien, dadurch gekennzeichnet, daß Materialien, wobei erreicht werden soll, dab em rela-

zum Herstellen einer Dichtung der eine Rohling tiv billiges Material den Dichtungsgrundkorper dar-

als Zylinder ausgebildet ist und in den anderen stellt und die relativ teuren Materialien mit■ no.ier

Rohling, der als Ring ausgebildet ist, eingelegt io Abnutzungsbeständigkeit, VerschleiBbestandigkeu.

wird und daß dann beide Rohlinge gemeinsam niederer Reibung und dergleichen nur an den tat-

durch Druck auf die Stirnflächen dei Rohlinge in sächlich benötigten Stellen vorhegen. Das Herstellen

einem Formwerkzeug verformt werden. soll durch Pressen erfolgen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Das Verbinden von zwei vorgeformten Körper π kennzeichnet, daß der zylindrische Rohling aus 15 unter Hitze und Druck ist seit langem bekannt, namdem im Dichtungskörper gewünschten thermo- lieh zum Aufbringen einer mit Kunstharz lmpragmerplastischen Material in den ringförmigen Rohling ten Verzierungsschicht auf einem Kunststofformkdraus dem in der Dichtungsfläche gewünschten per.

hochbeanspruchbaren Material eingelegt wird. Der Erfindung liegt aber die Aufgaoe zugrunde,

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch so Dichtung aus mehreren Materialien einfach und gekennzeichnet, daß auf den zylindrischen und rasch herzustellen, wobei sich das eine Material an den ringförmigen Rohling zusätzlich ein dritter der Dichtungsfläche konzentrieren soll.

Rohling gelegt wird und die drei Rohlinge ge- Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zum

meinsam verformt werden. Herstellen einer Dichtung der eine Rohling als Zylin-

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- 25 der ausgebildet ist und in den anderen Rohling, der rens nach Anspruch 1 bis 3 mit einem eine zylin- als Ring ausgebildet ist, eingelegt wird und daß dann drische Aussparung aufweisenden Stempel und beide Rohlinge gemeinsam durch Druck auf die einem in diese Aussparung einführbaren Kern. Stirnflächen der Rohlinge in einem Formwerkzeug dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (10) an verformt werden.

den dem Stempel (16) zugewandten Ende eine 30 Vorzugsweise wird dabei der zylindrische Rohling

Umfangsnut (14) aufweist und daß die 7 vlinder- aus dem im Dichtungskörper gewünschten thermo-

wand der Aussparung über ihren Umfang einer! plastischen Material in den ringförmigen Rohling aus

halbkreisförmigen Wulst (24) aufweist, der bei dem in der Dichtungsfläche gewünschten hochbean-

geschlossenem Formwerkzeug in der Höhe der spruchten Material eingelegt.

Umfangsnut (14) liegt. 35 Auf Grund der Erfindung ergibt sich somit ein

Verfahren zur Preßformung von aus mehreren Ma-

tcrialien aufgebauten Dichtungen in einem einzigen

Arbeitsgang. Es ergibt sich eine Dichtung, bei der das Material des ringförmigen Rohlings an der ring-Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- 40 formigen Dichtungsfläche angeordnet ist und das Malen von Gegenständen aus mindestens zwei sich beim terial des zylindrischen Rohlings den Dichtungskör-Pressen verbindenden Rohlingen aus verschiedenen per darstellt und von dem Material des Ringes ab-Maierialien. gedeckt ist.

Die Preßverformung von Kviiststoffen in Form- Das Material für die Dichtungsfläche besteht aus hohlräumen ist seit langem bekannt, und man hat da- 45 einem hochbeanspruchbaren Material, beispielsweise bei die verschiedensten Gegenstände, darunter auch aus Polyfluorkohlenwasserstoff, Siliconen oder Fluor-Dichtungen, hergestellt. siliconkautschuk. Das Grundmaterial besteht üb-Die bisher bekannt gewordenen, durch Pressen ge- licherweise aus irgendeinem billigen Material, das die formten Dichtungen bestehen, abgesehen von einem in Frage kommenden Umgebungsbed^:ngungen aus-Stützring aus Metall, aus nui einem Material, das in 50 hält und das gute Bindeeigenschaften zu dem hochder Preßform die gewünschten Abmessungen erhält. beanspruchbaren Material hat. Typische Beispiele Die dabei benutzten Preßformen weisen einen Stern- hierfür sind Gemische aus Hydrin, einem auf Epipel mit einer zylindrischen Aussparung auf, die ein chlorhydrin aufgebauten Material, Polyacrylate, Bu-Teil des Formhohlraums bildet und in die ein mit tadienkautschuke, Chloropi enkautschuke, Nitril-Butader Matrize zusammenwirkender Kern eingreift. 55 dicn-Kautschuke, Nitril-Chloropren-Kautschuke, Sty-Pür Motoren sind Dichtungen mit hoher Wärme- rol-Butadien-Kautschuke und ähnliche Materialien, beständigkeit, niedriger Reibung und guter Abnut- Die Materialien sind thermoplastisch und können gezungsbeständigkeit erforderlich. Materialien mit der- gebenenfalls gehärtet werden.

artigen Eigenschaften sind im Handel erhältlich, je- Das Material des ringförmigen Rohlings kann die

doch ist die Herstellung von vollständig aus diesen 60 Neigung haben, den Konturen der Formwandung zu

Materialien gefertigten Wellendichtungen so teuer, folgen, wodurch sich eine Dichtung ergibt, die das

daß sie fm die Praxis nicht in Frage kommt. Aus hochbeanspruchbarc Material auch außerhalb der

mehreren Materialien aufgebaute Dichtungen, die Dichtungsflächc aufweist. Obwohl dies in einigen