DE3938396A1 - Verfahren zum herstellen von konventionell nicht entformbaren, rohrfoermigen hohlraeumen in kunststoff-spritzgiessformteilen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von konventionell nicht entformbaren Hohlräumen, entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Kunststoff-Formteile mit rohrförmigen Hohlräumen werden vielfältig benötigt. Zu erwähnen ist hier der Fahrzeug­ bau, und zwar sowohl die Innen- wie auch Außenteile sowie Funktionselemente. Beispielsweise zählen hierzu Kraftstoff­ verteiler von Einspritzmotoren. Ferner werden Kunststoff- Formteile mit rohrförmigen Hohlräumen im Möbelsektor, beispielsweise bei Armlehnen und Beschlagteilen, bei Kompo­ nenten von Sportgeräten bzw. Spielwaren, bei Hausgeräten und Haushaltswaren in vielfältiger Ausführung benötigt.

Je nach Anwendungsgebiet können diese Hohlräume endwärtig verschlossen, vielfältig gebogen sein oder auch verschiedene seitliche Anschlußstutzen haben. Insbesondere im Fahrzeug­ bau, wie beispielsweise bei den Kraftstoffverteilern, ist es notwendig, daß der jeweilige Hohlraum bei Innendruck absolut gasdicht verschlossen ist.

In einem ersten bekannten Fertigungsverfahren werden ver­ schiedene Rohrabschnitte getrennt hergestellt, indem die Hohlräume in den Rohrabschnitten durch entsprechende Kerne gebildet werden. Diese Rohrabschnitte sind noch in Längs­ richtung entformbar, wie beispielsweise im Strangpreßver­ fahren hergestellte Aluminiumrohre. Das Endprodukt entsteht dann durch Zusammenbau der einzelnen Rohrabschnitte mittels beispielsweise entsprechenden Flanschen und Dichtungen. Dieses Verfahren ist kompliziert und aufwendig.

In einem zweiten Fertigungsverfahren werden sogenannte "verlorene" Kerne verwendet. Diese Kerne weisen die Maße des Hohlraumes auf und bestehen beispielsweise aus niedrig­ schmelzenden Metallegierungen, aber auch aus Salz oder Kunststoff-Metall-Mischungen. Derartige Kerne werden bei­ spielsweise in den Formraum einer Spritzgießmaschine einge­ legt und mit Kunststoff umspritzt. Das fertige Produkt wird dann in eine Ausschmelzeinrichtung, beispielsweise in ein temperiertes Bad gegeben und durch starke induktive Unterstützung der Kern bzw. die Kerne ausgeschmolzen. Auch dieses Verfahren ist aufwendig, da hierzu ein "ver­ lorener" Kern erst hergestellt werden muß, der außer der Erzeugung eines Hohlraumes keinen weiteren Zweck mehr erfüllen kann.

In einem dritten Fertigungsverfahren, dem sogenannten Gasinnendruck-Prozeß, wird während der Füllung des Form­ raumes in einer Kunststoff-Spritzgießmaschine bzw. in dem Werkzeug dieser Maschine ein Gas, beispielsweise Stick­ stoff, eingeblasen, welches im durch den Kunststoff erzeug­ ten Formteil einen Hohlraum bildet. Dieses Verfahren ist nur begrenzt anwendbar, da der durch das Gas gebildete Hohlraum geometrisch nicht definiert bzw. gesteuert werden kann.

Die Bildung von Hohlräumen durch Umspritzen von Einlege­ teilen ist grundsätzlich ebenfalls Stand der Technik. Dabei handelt es sich jedoch um das Umspritzen einteiliger Metallrohre, die ggfs. gebogen sein können, wobei jedoch keine Abdichtung erforderlich ist, da direkt an den entspre­ chenden aus den Formteilen herausragenden Rohrenden Schläuche befestigt werden.

Ferner ist auch die Verbindung von zwei mit ihren Flanschen aneinanderliegenden Rohren bekannt, wobei die beiden anein­ anderliegenden Flansche in Form eines "Faßreifens" umspritzt werden. Dieses Umspritzen birgt jedoch weitere Dichtprobleme in sich.

Durch all die bekannten Verfahren ist es jedoch nicht möglich, konventionell nicht entformbare rohrförmige Hohl­ räume in Kunststoff-Spritzgießformteilen zu bilden.

Vorteile der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden vorgeformte Hohl­ körper zu den gewünschten Hohlräumen zusammengefügt, in einen Formraum für das Kunststoff-Formteil eingelegt und danach der Kunststoff in den Formraum eingebracht, insbe­ sondere eingespritzt.

Dies bedeutet, daß gegenüber dem bekannten ersten Ferti­ gungsverfahren keine zusätzlichen Arbeitsschritte, insbe­ sondere Verbindungsschritte, notwendig sind. Es müssen auch keine Verbindungsstellen, beispielsweise Flansch­ verbindungen, abgedichtet werden. Es entsteht eine mecha­ nisch stabile und dichte Verbindung, welche durch den umspritzten Kunststoff gewährleistet ist.

Gegenüber dem bekannten zweiten Fertigungsverfahren müssen keine Kerne ausgeschmolzen werden, d. h. es sind auch keine aus dem Herausschmelzen folgenden Rückstände zu erwarten. Das Formteil bleibt auch in seinen Hohlräumen sauber. Ferner ist die Fertigung in vielen Fällen verbilligt.

Gegenüber dem Gasinnendruck-Prozeß hebt sich die vorliegende Erfindung durch geometrisch genau definiert erzeugte Hohl­ räume hervor.

Gedacht ist die vorliegende Erfindung vor allem für ganze Systeme von Rohrstücken. Die Einzelteile werden vor dem Einlegen in den Formraum zusammengefügt, wobei entsprechende Verbindungselemente, wie T-Stücke, Abzweigungen od. dgl. benutzt werden können. Die Fügestellen brauchen lediglich so eng beieinander zu liegen, daß keine umfließende Kunst­ stoffschmelze in die Hohlräume eindringt. Die vollkommene Abdichtung des gesamten Systems wird durch das Umspritzen des eingelegten Hohlkörpersystems nach Erstarrung der Schmelze erreicht. Auch benötigt es keine mechanisch feste Verbindung der einzelnen Elemente des Systems. Dies wird ebenfalls von dem umspritzten Kunststoff übernommen.

Für gerade oder leicht gebogene Rohrstücke wird vorzugs­ weise Metall verwendet. Anschlußstutzen bzw. Verbindungs­ elemente oder auch scharfe Umlenkungen können dagegen wiederum aus Kunststoff hergestellt sein. Hier soll dem erfinderischen Gedanken keine Grenze gesetzt sein.

In jedem Fall sollte aber das System mit den Hohlkörpern einen genügenden Abstand von der Formrauminnenwand einhal­ ten, damit gewährleistet bleibt, daß tatsächlich jeder Hohlkörper mit Kunststoff umspritzt ist. Die Oberfläche der eingelegten Hohlkörper soll nicht durch die Außenhaut der Umspritzung dringen, da dies möglicherweise zu Dich­ tungsproblemen führen könnte.

Die Fixierung der eingelegten Hohlkörper innerhalb des Spritzgieß-Werkzeugs erfolgt bevorzugt über bewegliche Werkzeug-Kerne, die in Anschlußöffnungen der Hohlkörper eingreifen. An der Umspritzung sind entsprechende Dicht­ flächen um diese Anschlußöffnungen ausgebildet, an denen Nachbarbauteile zur Umspritzung hin abgedichtet werden.

Die Besonderheiten der vorliegenden Erfindung sind in folgendem zu suchen:

• - Ausformung von komplizierten Hohlräumen innerhalb von Spritzgieß-Formteilen durch Zusammenfügen von Teil-Hohl­ körpern;
• - Festlegung der Hohlkörper innerhalb des Werkzeuges durch Werkzeugkerne an Anschlußöffnungen und Abdichtung der Anschlußbauteile gegenüber der Umspritzung.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen von konventionell nicht entform­ baren rohrförmigen Hohlräumen, wie beispielsweise von U-Rohren, Rohren mit verschlossenen Enden, langen, dünnen Rohren ohne Entformungsschrägen, in Kunststoff-Spritzgieß­ formteilen, dadurch gekennzeichnet, daß vorgeformte Hohl­ körper zu den gewünschten Hohlräumen zusammengefügt, in einen Formraum für das Kunststoff-Formteil eingelegt und danach der Kunststoff in den Formraum eingebracht, insbe­ sondere eingespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hohlkörper für rohrförmige Hohlräume Rohrstücke verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper vor dem Einlegen in den Formraum zu einem gewünschten System, beispielsweise durch T-Stücke, Abzweigungen od. dgl. verbunden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente aus Kunststoff geformt werden.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Hohlkörpern in jedem Fall ein Abstand von Wänden des Formraumes einge­ halten wird, wobei die Festlegung der Hohlkörper über Kerne erfolgt, die entsprechende Öffnungen bzw. Anschluß­ stücke zu benachbarten Hohlkörpern bilden.