DE4014839A1 - Verfahren zum herstellen von werkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Werkstücken mit aus spritzfähigen Materialmassen bestehenden Partien.

Beim Spritzpressen oder Spritzgießverfahren wird das Polymer in beheizten Kammern erweicht und durch Kolben oder Schnecken zu einer homogenen Schmelze plastifiziert. Wichtig sind eine genaue Kontrolle und Führung der Massetemperatur. Das Polymer darf nicht zu hoch und lange erhitzt werden, sonst wird der Werkstoff geschädigt (Versprödung). Die Temperaturen liegen je nach Art des Polymers zwischen 180°C und 300°C. Beim Fließen unter Druck bis zu 1200 bar wird die Masse "dünnflüssiger" und in diesem niederviskosen Zustand in die temperierte Form gespritzt. Die Verarbeitungsbedingungen (Spritzdruck, Massetemperatur, Formtemperatur, Nachhaltzeit) haben starken Einfluß auf Aussehen und Eigenschaften des Fertigteils, insbesondere auf die Orientierung und Kristallisation der Moleküle, Oberflächengüte und innere Spannungen. Durch ein nachträgliches Erwärmen auf niedrige Temperaturen können innere Spannungen abgebaut und der Kristallisationsgrad erhöht werden. Werden beim Spritzgießverfahren vorgefertigte Werkstücke aus anderen Werkstoffen, aus z. B. Metall und Keramik, umspritzt, dann treten im Werkstück innere Spannungen auf, die zu dessen Beschädigung führen können. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich um voluminöse Werkstücke handelt.

Ausgehend von dem obigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so weiterzubilden, daß es auch beim Umspritzen von voluminösen Werkstücken angewandt werden kann, ohne daß dabei diese Werkstücke beschädigt werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während des Spritzgießverfahrens zum einen die Partien und zum anderen Druckkompensa­ tionsabschnitte gebildet werden, die nach dem Spritzgießen vom Werkstück gelöst werden.

Man erkennt, daß die Erfindung jedenfalls dann verwirklicht ist, wenn den während der Umspritzung des Werkstücks entstehenden Oberflächenspannungen und Ausdehnungen Kräfte entgegenwirken, die verhindern, daß diese Kräfte zur Zerstörung des Werkstückes führen können. Der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens besteht auch darin, daß das Werkstück mit höheren Toleranzen hergestellt werden kann, und zwar insbesondere in dem Bereich, der für die Herstellung der vorgesehenen Druckkompensationsabschnitte vorgesehen ist.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung sieht bei einem Verfahren zur Herstellung einer Magnetdrehkupplung bei Pumpen vor, daß das hohlzylindrische oder aus Segmenten bestehende Magnetwerkstück mit der koaxial angeordneten Welle durch Partien verbunden wird. Bei herkömmlichen Magnetdrehkupplungen war der Raum zwischen der Welle und den Magnetwerkstücken voll mit Polymer ausgefüllt. Demgegenüber sieht eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Partien unter Bildung eines die Welle umgehenden zylindrischen Abschnitts sowie daran sich anschließenden Radialstegen hergestellt werden, die das Magnetwerkstück mit dem zylindrischen Abschnitt verbinden. Hierbei können diese Maßnahmen auch so getroffen sein, daß zwischen jeweils zwei Stegen ein axial sich erstreckender und durchgehender Hohlraum ausgebildet wird. Ist die Magnetdrehkupplung während ihres Betriebes hohen Temperaturen ausgesetzt, dann ist es möglich, den Verbindungsbereich zwischen den Stegen und dem Magnetwerkstück besser zu kühlen.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Druckkompensationsabschnitte in Form von Stegen, Noppen oder Vorsprüngen ausgebildet werden, deren Höhe in radialer Richtung gemessen der Höhe des Spaltes zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug entspricht. Hierbei ist zweckmäßig, daß zwischen den Stegen, Noppen oder Vorsprüngen und dem Magnetwerkstück jeweils mindestens ein flächiger Stützabschnitt gebildet wird, der auf der radialen Außenseite des Magnetwerkstückes satt aufliegt. Durch diese Maßnahmen soll vor allem erreicht werden, daß der von den Noppen, Stegen oder Vorsprüngen herrührende und auf die Oberfläche des Magnetwerkstückes wirkende Druck bei gleichbleibender Kraft der Noppen minimiert wird. Durch die Erhöhung der Fläche wird der von der Fläche abhängige Druck verringert. Diese Stützabschnitte sind etwa gleichmäßig auf der zylindrischen Außenwand des Magnetwerkstückes angebracht und können nach der Entformung des Werkstückes ohne weiteres vom Werkstück gelöst werden.

Eine weitere Maßnahme der Erfindung sieht vor, daß die axialen Stirnseiten des Magnetwerkstückes mit scheibenförmigen Partien versehen werden, die mit den Partien der Welle einstückig ausgebildet werden. Diese Partien sind insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Magnetwerkstück aus mindestens zwei separaten Teilen besteht.

Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Magnetdrehkupplung, die durch das obige Verfahren erstellbar ist. Sie weist ein hohlzylindrisches oder aus Segmenten bestehendes Magnetstück mit einer koaxial angeordneten Welle auf, die mit dem Magnetstück über Radialstege verbunden ist. Ferner sind Druckkompensationsabschnitte vorgesehen, die mit der zylindrischen Außenseite der Magnetdrehkupplung lösbar verbindbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Magnetdrehkupplung mit Druckkompensationsabschnitten in axialer Ansicht und

Fig. 2 einen Radialschnitt durch die Magnetdrehkupplung nach Fig. 1, wobei die außenseitigen Druckkompensationsabschnitte entfernt und nur gestrichtelt dargestellt sind.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Magnetdrehkupplung für Pumpen dargestellt. Sie besteht aus einem hohlzylindrischen Magnetwerkstück 28, dessen axiale Stirnseite mit kreisrunden und scheibenförmigen Partien 12 und 14 aus Kunststoff versehen sind. Diese Partien besitzen Ausnehmungen 16 und 18, die dazu dienen, daß das nicht mehr dargestellte Werkzeug mit dem Magnetwerkstück 28 verbindbar ist. Koaxial zum Magnetwerkstück 28 ist die Welle 20 angeordnet, die einen abgeflachten Abschnitt 26 sowie einen daran sich anschließenden zylindrischen Abschnitt besitzt. Der zylindrische Abschnitt ist von einer hohlzylindrischen Partie 22 umgeben, an die drei radial ausgerichtete Stege 23, 24, 25 angeformt sind. Diese Stege stellen eine feste Verbindung zwischen dem Magnetwerkstück 28 und der Welle 20 her. Zwischen den Stegen 23, 24, 25 ist jeweils ein Hohlraum 49, 50 und 51 ausgebildet, der sich in axialer Richtung der Welle 20 erstreckt und ermöglicht, daß die radiale Innenseite des Magnetwerkstückes 28 mit Medien umspült werden kann. Die zylindrische Außenseite des Magnetwerkstückes 28 trägt drei Druckkompensationsabschnitte 30, 32 und 34, die aus jeweils einem Stützabschnitt 36, 38 und 40 sowie einem axial sich erstreckendem Steg 42, 44, 46 bestehen. Diese Druckkompensationsabschnitte sind mit dem Magnetwerkstück 28 so verbunden, daß sie nach der Entformung der Magnetdrehkupplung problemlos beseitigbar sind.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Magnetdrehkupplung wird wie folgt hergestellt:
Das Magnetwerkstück 28 wird in ein geeignetes Spritzgießwerkzeug gestellt und mit Kunststoff umspritzt. Dabei wird das Magnetwerkstück 28 auf die Temperatur der Masse erwärmt, so daß es bestrebt ist, sich in allen Richtungen auszudehnen. Da die Temperatur des Magnetwerkstückes 28 nicht durchgehend homogen ist, entstehen innerhalb des Magnetwerkstückes 28 Spannungen, die zur Zerstörung des Magnetwerkstückes 28 führen können. Außerdem liegt der Magnetring 28 außen nicht ohne Spalte am Formwerkzeug an, so daß beim Einspritzen von Kunststoff unter hohem Druck nur in das Innere des Rings die Gefahr besteht, daß der Ring beim Spritzvorgang gesprengt wird. Daher werden beim Spritzvorgang radialseitige Druckkompensations­ abschnitte 30, 32, 34 gebildet, die nach Entformung des Werkstückes von der Magnetdrehkupplung gelöst werden. Die Funktion der Druckkompensations­ abschnitte erfüllen nicht nur die Abschnitte 30, 32 und 34, sondern auch die Stege 23, 24, 25 sowie die scheibenförmigen Partien 12 und 14.

Das vorgeschlagene Verfahren ist selbstverständlich nicht nur auf die Herstellung von Magnetdrehkupplungen beschränkt, es kann vielmehr bei allen Werkstücken angewandt werden, bei denen zu erwarten ist, daß bei ihnen im Zuge des Spritzgießverfahrens Kräfte auftreten, die zur Zerstörung führen können.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen von Werkstücken mit aus spritzfähigen Massen bestehenden Partien, dadurch gekennzeichnet, daß während des Spritzgießverfahrens zum einen die Partien (12, 14, 22, 23, 24, 25) und zum anderen Druckkompensationsabschnitte (30, 32, 34) gebildet werden, die nach dem Spritzgießen vom Werkstück gelöst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung einer Magnetdrehkupplung für Pumpen, dadurch gekennzeichnet, daß das hohlzylindrische oder aus Segmenten bestehende Magnetwerkstück (28) mit der koaxial angeordneten Welle (20) durch Partien (22, 23, 24, 25) verbunden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partien unter Bildung eines die Welle umgebenden zylindrischen Abschnitts (22) sowie daran sich anschließenden Radialstegen (23, 24, 25) hergestellt werden, die das Magnetwerkstück (28) mit dem zylindrischen Abschnitt verbinden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils zwei Stegen (23, 24, 25) ein axial sich erstreckender und durchgehender Hohlraum (49, 50, 51) ausgebildet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkompensationsabschnitte (30, 32, 34) in Form von Stegen, Noppen oder Vorsprüngen ausgebildet werden, deren Höhe in radialer Richtung gemessen der Höhe des Spaltes zwischen dem Werkstück (28) und dem Werkzeug entspricht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stegen, Noppen oder Vorsprüngen und dem Magnetwerkstück jeweils mindestens ein flächiger Stützabschnitt gebildet wird, der auf der radialen Außenseite des Magnetwerkstücks (28) satt aufliegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Stirnseiten des Magnetwerkstückes (28) mit scheibenförmigen Partien (12, 14) versehen werden, die mit den Partien (22. 23. 24. 25) der Welle (20) einstückig ausgebildet werden.

8. Magnetdrehkupplung, herstellbar durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein hohlzylindrisches oder aus Segmenten bestehendes Magnetstück (28) mit einer koaxial angeordneten Welle (20), die mit dem Magnetstück (28) über eine Nabe aus Kunststoff, insbesondere über Radialstege (23, 24, 25) verbunden ist, und durch Druckkompensationsabschnitte (30, 32, 34), die mit der zylindrischen Außenseite verbindbar sind.