DE19729828A1

DE19729828A1 - Verfahren zur Herstellung eines Mehrwegeventilgehäuses in Kunststoffspritzgießtechnik

Info

Publication number: DE19729828A1
Application number: DE1997129828
Authority: DE
Inventors: Rainer Jungeilges
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 1999-01-14
Anticipated expiration: 2017-07-12
Also published as: DE19729828B4

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Herstellung eines Mehrwegeventilgehäuses in Kunststoffspritzgießtechnik nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs aus.

Mit Hilfe eines solchen Verfahrens werden beispielsweise Mehrwegeventilgehäuse hergestellt, die eine von mehreren druckmittelführenden Kanälen geschnittene oder gekreuzte Schieberbohrung aufweisen. Haben diese Ventilgehäuse im Ge häuseinneren mindestens eine Gehäuseausnehmung, deren Quer schnitte zumindest teilweise größer sind als die Bohrungen und Kanäle, die sich zur Gehäuseaußenwandung erstrecken, müssen die Gehäuse in der Regel längs- oder quergeteilt werden. Da durch entstehen u. a. Undichtigkeiten im Bereich der Gehäuse fuge und/oder erhöhter Schieberverschleiß, wenn beispielsweise der Schieber bei seiner Steuer- oder Regelbewegung ständig eine Gehäusenaht überfahren muß.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Mehrwege ventilgehäuses in Kunststoffspritzgießtechnik sieht die Ver wendung eines "verlorenen Kernes" vor, der als Schmelzkern ausgebildet ist. Mit dem Schmelzkern wird zumindest ein Teil der im Gehäuseinneren des einteiligen Mehrwegeventilgehäuses gelegenen Gehäuseausnehmungen ganz oder teilweise ausgefüllt. Hierbei wird der Schmelzkern von mindestens einem Werkzeug stempel in der Spritzgußform gehalten.

Nach dem Spritzgießen wird der Schmelzkern durch Erhitzen des Ventilgehäuses ausgeschmolzen. Der Schmelzkern ist hierzu bei spielsweise aus einer Metallegierung hergestellt, deren Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunktes des Gehäusewerk stoffs liegt.

Dieses Herstellungsverfahren ermöglicht einteilige, einfach gestaltete Ventilgehäuse. Hierbei können die Schieberbohrungen über die ganze Länge oder auch nur über Teilbereiche ausge formt werden, ohne daß separate Stützringe oder Ventilbuchsen erforderlich sind. Allein durch das Verzichten auf die Stütz ringe und/oder die Ventilbuchsen ist ohne eine Änderung der Durchflußwerte eine kleinere, gewichtssparendere Bauweise mög lich. Zudem können innenliegende Gehäuseausnehmungen wie z. B. Einstiche bezüglich ihrer Geometrie frei variiert werden, ohne daß die Entformbarkeit berücksichtigt werden muß. Ventil interne Strömungsverhältnisse und Kanalgestaltungen müssen teilweise nicht mehr den Anforderungen an die Entformbarkeit geopfert werden.

Auch hat das nach diesem Verfahren gefertigte Ventil einen besseren Gebrauchswert. Da zum einen im Laufbereich der Dich tungen des Steuerschiebers keine Trennähte liegen und zum an deren die gehäuseseitigen Steuerkanten übergangslos gerundet werden können, erhöht sich die Dichtungslebensdauer. Ferner kann durch die problemlose Verwendung von Einstichen im Be reich der Schieberbohrung das Außendichterprinzip angewandt werden, wodurch sich große, freie Querschnitte bei kleinen Steuerhüben ergeben.

Fertigungstechnisch erlaubt das Verfahren eine geringere Tei leanzahl für die Montage, wodurch u. a. Lageraufwand und Monta gekosten eingespart oder reduziert werden. Außerdem bedeuten weniger Montageschritte auch eine geringere Fehlerwahrschein lichkeit.

Zeichnungen

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den hier nicht zitierten Unteransprüchen und den Figurenbeschreibungen.

Fig. 1 Dimetrische Ansicht eines Teils einer Spritzgußform mit einem zentral gelegenen verlorenen Kern;

Fig. 2 wie Fig. 1, jedoch unter anderem Blickwinkel von der Rückseite her;

Fig. 3 Längsschnitt durch das fertige Gehäuse;

Fig. 4 Mehrwegeventil im Schnitt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch ein Mehrwegeventil gehäuse (1) mit einem eingebauten Steuerschieber (4). Der Steuerschieber (4) sitzt in einer Schieberbohrung (21), die mit Hilfe von in den Gehäusestirnseiten eingesetzten Hül sen (3, 4) einen einheitlichen Durchmesser hat. Die Schieber bohrung (21) geht in ihrem mittleren Bereich in einen konzen trisch angeordneten Ringkanal (7) über. Der Durchmesser des Ringkanals (7) ist im Ausführungsbeispiel um 40% größer als der Durchmesser der Schieberbohrung (21) in diesem Bereich.

Die Schieberbohrung (21) ist beispielsweise über fünf druck mittelführende Kanäle (31-35) mit der unteren Gehäuseseite (2) verbunden. Der mittlere Druckmittelkanal (33) trifft auf den Ringkanal (7).

In diesem Mehrwegeventilgehäuse ist eine Gehäuseausnehmung vorhanden, die mit den üblichen, nach dem Spritzgießen heraus ziehbaren Werkzeugstempeln und -formteilen nicht herstellbar ist. Diese Gehäuseausnehmung ist der Ringkanal (7). Da der Ringkanal (7) zum einen einen Durchmesser hat, der größer ist als der der Schieberbohrung (21) und zum anderen einen Quer schnitt hat, der größer ist als der Querschnitt des ange schlossenen Druckmittelkanals (33), müßte bei einem regulären Spritzgießverfahren das Ventilgehäuse (1) geteilt ausgebildet werden. Um das zu vermeiden wird ein Spritzgießverfahren ange wandt, das die Schmelzkerntechnologie nutzt. Die durch Werk zeugstempel unzugängliche Gehäuseausnehmung (7) wird in der Spritzgußform mit Hilfe eines Schmelzkernes dargestellt, die nach dem Spritzgießen aus dem fertigen Mehrwegeventil gehäuse (1) ausgeschmolzen wird. Ein derartiger Schmelzkern ist beispielsweise aus einer niedrig schmelzenden Metallegie rung gefertigt. Der Werkstoff kann u. a. eine Zinn-Wismut-Le gierung sein, deren Schmelzpunkt unter dem Schmelzpunkt des zu spritzenden Thermoplasts liegt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine geöffnete Spritzgußform, in deren Zentrum ein Schmelzkern (60) dargestellt ist. Von der Spritzgußform sind die Stirnseitenplatten (11, 12) und die Deckelplatten (13, 14) mit ihren Werkzeugstempeln (42-55) ab gebildet. Der Schmelzkern (60) wird beidseitig von den an den Stirnseitenplatten (11, 12) gelagerten Werkzeugstempeln (42, 43) fixiert. Er formt zusammen mit diesen Werkzeugstem peln (42, 43) die Kontur der Schieberbohrung (21) und den Auf nahmen der stirnseitigen Hülsen (5, 6). Die Werkzeugstem pel (42, 43) haben an ihren freien Enden jeweils einen Zapfen, der zur Fixierung in die zentrale Längsbohrung (63) des Schmelzkernes eingreift. Die an die Zapfen anschließenden Werkzeugstempelbereiche (42a) und (43a) bilden zusammen mit den Bohrungsformabschnitten (62a, 62b) des Schmelzkernes (60) den Führungsabschnitt der Schieberbohrung (21). Der Einstich formabschnitt (61) formt den Ringkanal (7) aus.

Parallel zu den Werkzeugstempeln (42, 43) sind an der Stirn seitenplatte (11, 12) die Werkzeugstempel (44-49) angeordnet. Die Werkzeugstempel (44) und (45) sind die Negativform einer längs durch das Ventilgehäuse (1) geführten Bohrung. Der Werk zeugstempel (46) dient der Ausformung einer Stichbohrung, die von der Stirnseitenwand (12) zu einem Druckmittelkanal (53) führt. Die Werkzeugstempel (47) stellen die Negativform für Montagebohrungen dar.

In der unteren Deckelplatte (14) sind fünf Werkzeugstem pel (51-55) angeordnet, die die Druckmittelkanäle (31-35) aus formen. Alle erstrecken sich in Richtung auf die Schieberboh rung (21) . Der mittlere Druckmittelkanal (53) geht senkrecht aus der unteren Deckelplatte (14) hervor und trifft mittig auf den Einst ich (7). Bei geschlossener Spritzgußform liegt der zu diesem Kanal gehörende Werkzeugstempel (53) am Schmelz kern (60) an.

Die Werkzeugstempel (52) und (54) gehen schräg aus der unteren Deckelplatte (14) hervor. Ihre Mittellinien schneiden die Mit tellinie der Schieberbohrung (21) senkrecht. Die Werkzeugstem pel (51) und (55) stehen senkrecht auf der unteren Deckel platte (14), treffen aber seitlich versetzt auf die Schieber bohrung (21), vgl. Fig. 3.

Auf den Deckplatten (13, 14) sind u. a. auch die Werkzeugstem pel (48, 48') und (49, 49') angeordnet. Sie laufen jeweils paarweise aufeinander zu, so daß sie die Negativform für die quer verlaufenden Durchgangsbohrungen (28) und (29) darstel len, vgl. Fig. 3.

Zum Spritzgießen werden die Stirnseitenplatten (11, 12), die Deckelplatten (13, 14) und die nicht dargestellten Seitenplat ten für Gehäusevorder- und Gehäuserückseite zur Bildung einer geschlossenen Gehäusenegativform nach dem Aufstecken des Schmelzkernes (60) auf einen der Werkzeugstempel (42, 43) zu sammengefügt. Die geschlossene Form wird unter hohem Druck mit heißem Thermoplast befüllt. Nach dem Erstarren des Gehäuses wird die Gehäusenegativform (11-14) geöffnet und das Mehrwege ventilgehäuse (1) ausgeworfen. Anschließend wird aus dem Mehr wegeventilgehäuse (1) der Schmelzkern (60) durch Erhitzen aus geschmolzen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Mehrwegeventilgehäuses in Kunststoffspritzgießtechnik, wobei das Gehäuse eine Schieber bohrung aufweist, die von mehreren druckmittelführenden Kanä len geschnitten oder gekreuzt wird und im Gehäuseinneren zu mindest an einer Stelle eine die Schieberbohrung erweiternde Gehäuseausnehmung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der im Gehäuseinneren des einteiligen Mehrwegeventilgehäuses (1) gelegenen Gehäuseausnehmungen (7, 21) ganz oder teilweise als Schmelzkern (60) ausgebildet wird und von mindestens einem Werkzeugstempel (42, 43) in der Spritzgußform (11-14) gehalten wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkern (60) aus einer Metallegierung hergestellt wird, deren Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunktes des Gehäuse werkstoffs liegt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Schmelzkern (60) haltende Werkzeugstempel (42, 43) eine andere Gehäuseausnehmung (21) ausformt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkern (60) derjenige Teil der Schieberbohrung (21) ist, der einen zur Schieberbohrung (21) konzentrischen, ringka nalartigen Einstich (7) aufweist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseausnehmung (7) in einen sich zu einer Gehäuseseite (2) erstreckenden, druckmittelführenden Kanal (33) mündet.

6. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkern (60) eine zentrale Bohrung (63) aufweist, in die beidseitig jeweils ein Werkzeugstempel (42) und (43) ein greift, der zumindest abschnittsweise jeweils selbst einen Teil der Schieberbohrung (21) ausformt.