DE3624609A1

DE3624609A1 - Verfahren und vorrichtung zum umspritzen von duennwandigen metallteilen

Info

Publication number: DE3624609A1
Application number: DE19863624609
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Junghans; Christian Dr Ing Hildebrand; Reinhold Samsel; Reinhard Dipl Ing Hendel; Horst Schaudienst; Dieter Braun; Reinhard Dipl Ing Regel; Guenther Pitzing; Achim Krebs
Original assignee: WAELZLAGER NORMTEILE VEB
Current assignee: WAELZLAGER NORMTEILE VEB
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1986-07-21
Publication date: 1987-02-05
Also published as: DD239981B1; FR2585617B1; DD239981A1; FR2585617A1

Description

Die Erfindung findet vorwiegend Anwendung bei der Herstellung von Radial-Wellendichtungen, insbesondere von Abdichtungen an Wälz- und Gleitlagern, die aus mit Thermoplast, insb. Polyurethan-Elastomer umspritzten dünwanndigen metallischen Stützkörpern bestehen.

Die bakannten Lösungen zur Herstellung von Dichtscheiben zeichnen sich überwiegend dadurch aus, daß um ein dünnwandiges Metallteil (nachfolgend Stützkörper benannt) eine mehr oder weniger geschlossene, zum Teil profilierte Schicht von modifiziertem Gummi oder synthetischem Kautschuk durch Vulkanisation aufgetragen wird.
Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung derartiger Dichtscheiben benötigen neben einer hohen Anlagen-Investition technologisch bedingte Vorbereitungen der metallischen Stützkörper, um eine mechanisch feste Verbindung zwischen Metall und Gummi oder Kautschuk einzugehen.

Ein besonderer Nachteil der bekannten Verfahren ist die Beseitigung des Gummikuchens an ausgeformten Funktionsstellen. Hierbei kann vorrangig im Bereich der Dichtlippen ein Ausreißen auftreten, welches im nachfolgenden Einsatzfall zu Undichtheiten im Wälzlager führen könnte. Weitere Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zeichnen sich dadurch aus, daß durch die unexakte Justierung der Stützkörper, Exzentrizitäten zwischen Außen-Innenrand des Stützkörpers und Außen-Innenrand der Dichtscheibe auftreten können. Die nachteiligen Folgen für den Einsatzfall der Dichtscheiben aus Thermoplast im Wälzlager mittels bisheriger Verfahren und Vorrichtungen sind mögliche Undichtheiten und erhöhter, einseitiger Reibungswiderstand an den Dichtlippen.

Ein Teil der bekannt gewordenen Verfahren und Vorrichtungen weisen darüber hinaus einen hohen manuellen Arbeitszeitaufwand aus. Die gemäß AT-PS 2 90 225 und AT-PS 3 09 919 offenbarten Darlegungen zeigen zum Verfahren und Erzeugnis eine entsprechend den heutigen Anforderungen und Erwartungen nicht befriedigende Lösung.

Ziel der Erfindung ist es, Verfahren und Vorrichtung zu schaffen, die es gestatten, Dichtscheiben, insbesondere aus Polyurethan-Elastomer, mit innenliegendem metallischem Stützkörper in verschiedenartigen geometrischen Ausführungen kostengünstig, den anwendungstechnischen Erfordernissen entsprechend und materialökonomisch zweckmäßig herzustellen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine instabiles, dünnwandiges, insbesondere ringförmiges metallisches mit thermoplastischem Kunststoff zu umspritzendes Einlegeteil innerhalb eines Formhohlraumes derart zu fixieren und eine hierzu erforderliche Vorrichtung geometrisch so zu gestalten, daß das Einlegeteil vollkommen mit Spritzmasse umgeben wird.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß ein geometrisch vielfältig gestaltetes metallisches Einlegeteil derart durch Vorrichtungshälften geklemmt wird, daß sich dieses inmitten eines Formhohlraumes, welches dem Profil des herzustellenden Formteiles entspricht, während des Spritzgießens in schwebender Lage befindet. Das Einlegeteil wird allseitig beschichtet ohne vorherige Sonderbehandlung wie Entfetten, Sandstrahlen oder Aufbringen von Haftvermittlern.

Durch das Einbringen von auf die Größe des Einlegeteiles abgestimmten Durchflußöffnungen im Einlegeteil wird eine formschlüssige stabile Ummantelung des Einlegeteils garantiert.

Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Spritzgießwerkzeug (Vorrichtung) mehrere maßlich und geometrisch abgestimmte Positionierungsstifte im oberen und unteren Vorrichtungsteil angeordnet. Die Positionierungsstifte stehen im geschlossenen Zustand mit dem Einlegeteil in Verbindung, wobei das Einlageteil zwischen den Positionierungsstiften nicht starr fixiert ist.

Die in den Formhohlraum eingespritzte Kunststoffmasse befindet sich vorwiegend auch zwischen Positionierungsstiften im oberen Vorrichtungsteil und Einlegeteil. Die der Formteiloberseite zugekehrten Positionierungsstifte sind kegelig, kugelförmig oder prismenförmig und die der Formteilunterseite zugekehrten Positionierungsstifte sind flach ausgebildet.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden, wobei speziell der Anwendungsfall zur Herstellung von Dichtscheiben für Radialrillenkugellager beschrieben wird.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig 1 - Vorrichtungsoberteil und -unterteil mit einzulegendem metallischen Einlegeteil (Stützkörper) in geöffnetem Zustand

Fig. 2 - Vorrichtung im geschlossenen Zustand nach vollendetem Spritzvorgang mit vollständig ummanteltem Metallstützkörper, noch verbunden mit dem Angußsystem.

Zur Erläuterung des Ausführungsbeispieles wird die geöffnete Vorrichtung in horizontaler Lage in die Spritzgießmaschine eingebaut und entsprechend Fig. 1 beschrieben. Ein zu umspritzendes Einlegeteil 3, beispielsweise Stützkörper wird auf Positionierunsstifte 4 im Corrichtungsunterteil 5 so aufgelegt, daß sich kreisrunde Durchflußöffnungen 6 im Einlegeteil 3 zwischen den Positionierungsstiften 4 befinden. Danach werden beide Vorrichtungshälften geschlossen. Die in einem Vorrichtungsoberteil 1 angeordneten Positionierungsstifte 2 sind in der in einem Formhohlraum der Vorrichtung hineinragenden Höhe so abgestimmt, daß im geschlossenen Zustand der Vorrichtungshälften ein Abstand von 0,02 mm bis 0,05 mm zwischen Positionierungsstiften 2 und Einlegeteil 3 eingehalten wird. Mit dieser beschriebenen Vorrichtungsgestaltung und den zugeordneten technologischen Einstellwerten an der Spritzgießmaschine wird eine geschlossene Polyurethan-Elastomer-Oberfläche um das Einlegeteil 3, insbesondere um die Positionierungsstifte 2 im Vorrichtungsoberteil 1 und damit auf der Sichtfläche des Formteiles 11 (Angriffsfläche für Korrosion) garantiert.

Beim Einsatzfall als Radialwellendichtungen für Wälzlager werden die besonderen Anforderungen nach einer homogenen Oberfläche, einer geometrisch vollständig und gratfrei ausgebildeten Dichtlippe durch die besondere Auswahl des Angußsystems 7 und des Verlaufes der Vorrichtungsebene 10 erfüllt.
Das gewählte Angußsystem 7, das die Formteile umfangseitig umschließt, wird im Nacharbeitsgang durch mechanisches Trennen mittels Schneidvorrichtung entfernt. Die zur Anwendung kommenden Polyurethan-Elastomere bedürfen einer Vorbehandlung in folgenden Parametern:
- Zerkleinern des Splittergranulates auf eine Korngröße 4 mm
- Beimengungen von flüssigem Gleitmittel von 0,25 Vol% bis 0,3 Vol% unter der Bedingung der Ausnutzung von Restwärme aus dem Vortrocknungsprozeß zur besseren Benetzung des Splittergranulates im Temperaturintervall 353°K 333°K

Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:
- höhere Lebensdauer der Formteile, insbesondere Dichtscheiben,
- Verfahren und Vorrichtung kann mit jeder geeigneten Spritzgießmaschine, die die Einhaltung der technologischen Parameter garantiert, ohne spezielle Anpassung realisiert werden,
- Realisierung von gleichzeitig mehreren Formteilen, auch unterschiedlicher Typen, in einem Arbeitsgang,
- Sicherung der Herstellung von Elastomerformteilen im Großserienprozeß.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 - Vorrichtungsoberteil
2 - Positionierungsstift
3 - Einlegeteil
4 - Positionierungsstift
5 - Vorrichtungsunterteil
6 - Durchflußöffnung
7 - Angußsystem
8 - Formteiloberseite
9 - Formteilunterseite
10 - Vorrichtungstrennebene
11 - Formteil

Claims

1. Verfahren zum Umspritzen von dünnwandigen Metallteilen mit Thermoplast, insb. Polyurethan-Elastomer, bei dem ein mit thermoplastischer Spritzmasse zu verbindendes metallisches Einlegeteil, beispielsweise Stützkörper für Wälzlagerdichtringe, mit thermoplastischem Kunststoff im dichtungswirksamen Bereich beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das geometrisch vielfältig gestaltete metallische Einlegeteil (3) derart durch Vorrichtungshälften geklemmt wird, daß sich dieses inmitten eines Formhohlraumes, welches dem Profil des herzustellenden Formteiles (11) entspricht, während des Spritzgießens in schwebender Lage befindet und allseitig beschichtet wird ohne vorherige Sonderbehandlung, wie Entfetten, Sandstrahlen oder Aufbringen von Haftvermittlern.

2. Vorrichtung zum Umspritzen von dünnwandigen Metallteilen mit Thermoplast, bestehend aus einen Formhohlraum umschließende Vorrichtungsteile, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere maßlich und geometrisch abgestimmte Positionierungsstifte (2, 4) im Vorrichtungsoberteil (1) und Vorrichtungsunterteil (5) angeordnet sind, die mit dem Einlegeteil (3) im geschlossenen Zustand in Verbindung stehen, wobei das Einlegeteil (3) zwischen den Positionierungsstiften (2, 4) nicht starr fixiert ist, so daß die in den Formhohlraum eingespritzte Kunststoffmasse vorwiegend auch zwischen Positionierungsstiften (4) im Vorrichtungsoberteil (1) und Einlegeteil (3) vorhanden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Formteiloberseite (8) zugekehrten Positionierungsstifte (2) kegelig, kugelförmig oder prismenförmig und die der Formteilunterseite (9) zugekehrten Positionierungsstifte (4) flach ausgebildet sind.