DE20220154U1

DE20220154U1 - Dichtelement zum Abdichten von Einlegeteilen in einem Kunststoff-Spritz-/Schäumwerkzeug

Info

Publication number: DE20220154U1
Application number: DE20220154U
Authority: DE
Original assignee: BBG GmbH and Co KG
Current assignee: BBG GmbH and Co KG
Priority date: 2002-12-28
Filing date: 2002-12-28
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2012-12-29

Abstract

Dichtelement zum Abdichten von Einlegeteilen in einem Kunststoff-Spritz-/Schäumwerkzeug, in dem Bauteile umspritzbar/umschäumbar sind, wobei das Dichtelememt im wesentlichen aus Polyurethan besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (8) wenigstens einen faser- und/oder pulverförmigen Zusatz zum Polyurethananteil im Bereich von 0,5 bis 30 Gewichtsprozent aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtelement zum Abdichten von Einlegeteilen in einem Kunststoff-Spritz-/Schäumwerkzeug, in dem Bauteile umspritzbar/umschäumbar sind.
Derartige Schäumwerkzeuge werden in der industriellen Praxis zur vollständigen oder bereichsweisen Umschäumung von Bauteilen, beispielsweise in Form von Glastafeln für Schiebedächer, Heck-, Front- oder Seitenscheiben für Kraftfahrzeuge häufig eingesetzt. Dabei wird z. B. eine Glastafel mit einem schmalen Kunststoff-Rahmen aus einem thermoplastischen Kunststoff umspritzt oder mit Polyurethanschaum umschäumt. Dieser Kunststoff-Rahmen dient dabei auch zur Verankerung von Einlegeteilen, beispielsweise Blechlaschen, an denen später bei der Automobilmontage Gelenkpunkte oder Antriebsmechanismen für die Öffnung eines Glasschiebedaches oder einer Heckscheibe angelenkt sind, insbesondere wenn das Glasschiebedach auch als Hebe- oder Aufstelldach oder Heck-, Front- oder Seitenscheiben mit Befestigungsteilen verwendet wird.
Dies erfordert ein genaues Einsetzen der Einlegeteile in das Schäum- oder Umspritzwerkzeug, da der Abstand zwischen Halterungs- bzw. Einlegeteil und der Glastafel bzw. dem Rahmen nur wenige Millimeter betragen kann, so daß bei der Herstellung eine präzise Positionierung des Bauteils und der Einlegeteile (Bolzen, Bleche und dgl.) innerhalb des Werkzeuges nötig ist. Die hierbei verwendeten Dichtelemente aus Elastomeren sollen hauptsächlich das Austreten von PU-Schaum vermeiden, jedoch dabei den Schaumlauf des Kunststoffes beim Umspritz- bzw. Umschäumvorgang des Rahmens oder dgl. nicht stören.
Bei bisherigen Dichtelementen mit manuellem Einsetzen der Einlegeteile (üblicherweise Blech-Stanzteile) in das Umschäumwerkzeug durch Einstecken oder Eindrücken in derartige Elastomer-, Polyurethan- oder Gummidichtringe ist der Nachteil einer sehr geringen Standzeit gegeben, da dieser Vorgang gerade bei Stanzteilen als Einlegeteile mit hohem Kraftaufwand verbunden ist und dadurch die relativ ungenauen Stanzteile mit Abkantgraten usw. die empfindlichen Dichtelemente beschädigen können. Dadurch müssen derartige Dichtelemente oft ausgetauscht werden, meist schon bei jedem Schichtwechsel, was zu hohen Betriebskosten führt. Zudem ist dann zum Schichtende hin die Abdichtung der Werkzeug- und Einlegeteile schon unzureichend, so daß an den Kanten der Einlegeteile bzw. deren Umschäumung Grate auftreten, die wiederum ein hohes Maß an manueller Nacharbeit erfordern.
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Dichtelement zum Abdichten von Einlegeteilen in einem Kunststoff-Spritz-/Schäumwerkzeug zu schaffen, das die vorstehenden Nachteile vermeidet, insbesondere eine wesentlich erhöhte Standzeit bietet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Dichtelement gemäß den Merkmalen des Anspruches 1.
Durch die vorgeschlagene Zusammensetzung des Dichtelementes zum Abdichten von Einlegeteilen kann dessen Standzeit wesentlich erhöht werden, oft sogar vervielfacht werden. Dadurch werden die Betriebskosten, insbesondere die zeitraubenden Austauscharbeiten der Dichtelemente erheblich verringert. Dadurch kann das Spritz- bzw. Schäumwerkzeug mit einer hohen Abdichtwirkung an den Anschlußstellen bzw. Übergängen zu den Einlegeteilen über längere Zeiträume betrieben werden. Dabei sind die Dichtelemente im wesentlichen in das Spritz-/Schäumwerkzeug integriert und sehr kompakt aufgebaut. Zudem ist der Einlegevorgang der Einlegeteile durch den Werker einfach durchzuführen, da der Einsteckspalt relativ konstant bleibt.
Durch die exakte Positionierung und Abdichtung der Einlegeteile wird somit ein Austreten von Schaum sicher vermieden, so daß kaum Nacharbeit erforderlich ist. Zudem wird dadurch auch die Festigkeit in reproduzierbarer Form erhöht, so daß die Qualität des Fertigbauteils insgesamt steigt. Insbesondere wird auch sichergestellt, daß die Halterungspunkte des Bauteils, beispielsweise eines Glasschiebedaches exakt eingehalten werden. Hierdurch wird der Aufwand für eine Nachbearbeitung zum Justieren der Gelenkpunkte usw. erheblich reduziert. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Hierin zeigen:
1 eine Schnittdarstellung eines Teilbereiches eines Spritz-/Schäumwerkzeuges mit einem eingelegten Bauteil und einem in ein Dichtelement eingesetzten Einlegeteil;
2 eine um 90° versetzte Schnittdarstellung des Dichtelements für das Einlegeteil gemäß der etwa in Mittelebene verlaufenden Schnittlinie A-A in 1; und
3 eine perspektivische Teildarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Dichtelementes.
In 1 ist ein Teilbereich eines Spritz-/Schäumwerkzeug W mit einem Werkzeugoberteil 1 und Werkzeugunterteil 2 mit einem darin eingesetzten bzw. integrierten Dichtelement 8 dargestellt. Zwischen Ober- und Unterteil ist hier eine Glastafel als Beispiel eines Bauteils 3 eingesetzt, das am Außenrand bzw. den Seitenkanten von einem Kunststoff-Rahmen 4, bevorzugt aus PU-Schaumstoff umgeben ist. Dieser punktiert dargestellte Rahmen 4 wird in dem Spritz-/Schäumwerkzeug W (vgl. auch 2) an dem Außenrand der Glastafel 3 umspritzt bzw. umschäumt. Hierbei werden auch mehrere Einlegeteile 5, bevorzugt hier nach unten abstehende Winkelbleche mitumspritzt, so daß durch späteres Einsetzen von nicht dargestellten Schrauben, Bolzen u. dgl. bei der Automobil-Endmontage eine Befestigung an einem Schwenkgelenk oder dem Antriebsmechanismus ermöglicht wird. An den Randbereichen des Kunststoff-Rahmens 4 sind in der Ebene der Glastafel (Bauteil 3) mehrere Flachdichtungen 11, 12 und 13 vorgesehen, die wie das Dichtelement 8 aus Polyurethan mit einem faser-/pulverförmigen Zusatz zur Verschleißminderung gebildet sein können.
In 2 ist das Spritz-/Schäumwerkzeug W, bestehend aus dem Werkzeugoberteil 1 und dem Werkzeugunterteil 2 um 90° um die Hochachse gedreht dargestellt. Das Spritz-/Schäumwerkzeug W kann auch um 180° ("Überkopf") um die Horizontalachse gedreht werden, so daß die Glastafel als Bauteil 3 dann konkav positioniert wäre. Wie hieraus ersichtlich ist, wird der Formhohlraum am Außenumfang der Glastafel 3 zur Ausbildung des Rahmens 4 hier ebenfalls punktiert dargestellt und strömungsgünstig geformt, so daß eine sichere Formfüllung erreicht wird. Dies ist besonders wesentlich, da die Glastafel als Bauteil 3 und die Einlegeteile 5 bei diesem Ausführungsbeispiel nur durch die Kontaktfläche zum Rahmen 4 hin befestigt sind. Der hier punktiert dargestellte Formhohlraum für den Rahmen 4 und Umspritzung/Umschäumung der Einlegeteile 5 ist dabei günstig abzudichten, bevorzugt mit den selbsttrennenden Dichtungen 11, 12 und 13, die einen Austritt des über eine oder bevorzugt mehrere Einspritzöffnung(-en) 14 (vgl. 1) eintretenden Kunststoffschaumes nach außen zuverlässig verhindert. Durch die hier obere Dichtung 13 wird auch die Oberseite der Glastafel 3 beim Schäumvorgang sauber gehalten, so daß praktisch keine Nacharbeit erforderlich ist.
Zudem ist aus 1 und 2 erkennbar, daß durch die hier wesentlichen Dichtelemente 8 eine sichere Abdichtung zu den weiter innen vorgesehenen Einlegeteilen 5 ermöglicht wird, wobei auch eine sichere Füllung des Formhohlraums (für den Rahmen 4) mit Umspritzung der Einlegeteile 5 an der Kontaktfläche sichergestellt ist. Insbesondere wird ein einfaches Einfügen der Einlegeteile 5 in das Werkzeugunterteil 2 erreicht, nämlich durch einen relativ breit bemessenen Einsteckspalt 6, so daß hierdurch die Taktzeit verringert wird.
Das Dichtelement 8 in Form eines Blockes ist hier in eine Ausnehmung 7 eines Stützkernes 9 seitlich eingeschoben und dabei insgesamt in einer unteren Abstufung 10 von unten her in das Werkzeugunterteil 2 eingesetzt. Das Dichtelement 8 ist somit formschlüssig und sicher im Stützkern 9 verankert, da das Dichtelement 8 hierbei an die jeweilige Form der Ausnehmung 7 angepasst ist. Zu einem ggf. erforderlichen Austausch, beispielsweise zum Ende der wesentlich längeren Standzeit hin oder zur Anpassung an unterschiedliche Einlegeteile 5, ist das Dichtelement 8 nach Ausbau des Stützkerns 9 in Art einer Schublade leicht seitlich aus der Ausnehmung 7 herausziehbar. Der Stützkern 9 ist dabei mittels Befestigungen 9d , hier Schrauben, schnell an der Unterseite der Werkzeug-Unterteils 2 auswechselbar. Es sei darauf hingewiesen, daß das Dichtelement 8 auch in einer anderen Weise als mit dem Stützkern 9 verankert werden kann, beispielsweise durch Spannbänder oder Schrauben, wie dies in 3 durch eine Schraube 9c dargestellt ist, die in eine entsprechende Mutter 9b am "eingetaschten" Dichtelement 8 eingreift.
Im Spritz-/Schäumbetrieb ist das Dichtelement 8 auch noch durch das Einlegeteil 5 gesichert, das durch den Einsteckschlitz 6 von oben her in die Ausnehmung 7 ragt. Die Einlegeteile 5 sind somit innerhalb der Ausnehmung 7 durch das Dichtelement 8 exakt zentriert und sicher fixiert aufgenommen. Dies wird noch unterstützt, indem das Einlegeteil 5 beim Einstecken durch den durch den entsprechenden Schlitz 6 des Dichtelements 8 geführt wird, um dann noch in einen unteren Spalt 9a eingeführt zu werden. Hierdurch wird eine paßgenaue Fixierung im Spritz-bzw. Schäumwerkzeug W mittels des Dichtelements 8 erzielt.
Das Dichtelement 8 besteht insbesondere aus Polyurethan mit einem 2 bis 5%-Zusatz (in Gewichtsprozent) an Glasfasern oder Pulvern auf Metallbasis. Hierbei haben sich insbesondere nitrid- oder carbidbildende Metalle bewährt, wie z.B. Titan oder Silicium. Hierdurch wurde die Standzeit der Dichtelemente 8 im Spritz-/Schäumwerkzeug W wesentlich erhöht.
Zudem ergibt sich eine exakte Positionierung der Einlegeteile 5, so daß insgesamt eine exakte Zuordnung zwischen allen Bauteilen geschaffen wird sowie deren Abdichtung im Bereich des Einsteck-Spaltes 6 verbessert werden konnte. Dieser Abdichtbereich ist in 3 strichpunktiert-schraffiert dargestellt, nämlich um den Einsteckspalt 6 herum. Ebenso wie in 2 ist das blockförmige Dichtelement 8 in einer "ausgetaschten" Ausnehmung 7 eingesetzt und durch die Schraubverbindung 9b/9c im Stützkern 9 fixiert. Nach Lösen der Schraubverbindung 9b/9c kann das Dichtelement 8 somit rasch ausgewechselt werden.

Claims

Dichtelement zum Abdichten von Einlegeteilen in einem Kunststoff-Spritz-/Schäumwerkzeug, in dem Bauteile umspritzbar/umschäumbar sind, wobei das Dichtelememt im wesentlichen aus Polyurethan besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (8) wenigstens einen faser- und/oder pulverförmigen Zusatz zum Polyurethananteil im Bereich von 0,5 bis 30 Gewichtsprozent aufweist.
Dichtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Zusatzes zwischen 1 bis 20 Gew.-% liegt.
Dichtelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Zusatzes zwischen 2 und 5 Gew.-% liegt.
Dichtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz durch Glasfasern gebildet ist.
Dichtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz durch ein Metall oder eine Metallbasis gebildet ist, insbesondere Kupfer, Titan, Aluminium, Bor oder Silicium und/oder zugehörige Nitride/Carbide.
Dichtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelement (8) an oder in einem Stützkern (9) befestigt ist.
Dichtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelement (8) im Werkzeugunterteil (2) oder Werkzeugoberteil (1) eines Spritz-/Schäumwerkzeuges (W), insbesondere in einer Abstufung auswechselbar angeordnet ist.
Dichtelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (8) in eine Ausnehmung (7) des Stützkerns (9) eingesetzt ist.
Dichtelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (7) als Gegenkontur zum Dichtelement (8) ausgebildet ist.
Dichtelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (8) am Stützkern (9) schnellwechselbar befestigt ist, insbesondere seitlich oder von oben her eingesteckt ist.