DE60023741T2

DE60023741T2 - Verfahren zum überspritzen von röhren in kunststoffteilen

Info

Publication number: DE60023741T2
Application number: DE60023741T
Authority: DE
Inventors: Javier Martinez Cue
Original assignee: FPK S A; FPK SA
Current assignee: FPK S A; FPK SA
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: WO2002022338A1; ATE308411T1; EP1238773A1; DE60023741D1; EP1238773B1; ES2252061T3; AU2000274225A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein System zum Überspritzen, Oberflächenspritzen oder zur Oberflächenbeschichtung von Röhren, um Kunststoffteile herzustellen, die die Röhre aufweisen, zur Verwendung in verschiedenen industriellen Anwendungen, zum Beispiel unter anderem in der Automobilindustrie.
Es ist bekannt, daß Röhren und geschlossene Profile einen hohen Grad an Steifigkeit bereitstellen, da sie ein höheres Trägheitsmoment in Vergleich zu entsprechenden offenen Profilen haben, und daher werden diese Röhren verwendet, um Kunststoffteile herzustellen, die auf eine solche Art und Weise auf diesen Typ von Röhre aufgespritzt sind, daß die Röhre vollständig oder teilweise bedeckt ist.
Um das Überspritzen von Röhren auszuführen, werden diese in das Formwerkzeug bzw. den Formkörper eingesetzt und an Halterungen im Inneren der Formwerkzeuge angeordnet, um so später, das Füllen mit Kunststoffmaterial durchzuführen, mit welchem die Röhre an der betreffenden Kunststoffstruktur befestigt wird.
Auf diese Weise werden im Endprodukt höhere Grade an Steifigkeit und Festigkeit erzielt, als diejenigen, die mittels herkömmlichen Verbindungssystemen, wie Verschraubung, Vernietung, Bördelung, usw., zwischen der Kunststoffkomponente und der Versteifungsröhre erzielt werden.
Zusätzlich dazu erübrigen sich die oben beschriebenen zweiten Arbeitsschritte, da die Verbindung zwischen dem Kunststoff und der Röhre in dem gleichen Einspritzfüllschritt ausgeführt wird.
Bei dieser Behandlung sollten keine Löcher vorhanden sein, die ein Eindringen von Kunststoff in das Innere des Profils erlauben könnten, und daher muß die Röhre während des Überspritzens leckdicht sein, so daß, wenn Löcher oder Perforationen als Befestigungspunkte für das Produkt notwendig sind, das Form werkzeug mit den entsprechenden Verschlußflächen versehen wird, die ein Eindringen des Materials durch diese Löcher hindurch in das Innere der Röhre verhindern, wenngleich es auch möglich ist, in einem zweiten Arbeitsschritt nach dem Überspritzen des Teils Löcher zu fertigen.
Diese Technik des Überspritzens von Röhren zur Herstellung von Kunststoffteilen, welche auf dem Markt als nützlich für eine akzeptable Art der Herstellung dieser Teile vorgeschlagen worden ist, hat auch insbesondere in der Automobilindustrie den Bedarf geweckt, Röhren einer möglichst geringen Dicke zu verwenden, um ein niedrigeres Gewicht und niedrigere Kosten im Endprodukt zu erzielen.
Eine Schwierigkeit für diese Technik ergibt sich jedoch aus den im Innern des Formwerkzeugs erzeugten starken Drücken zum Füllen des Hohlraums mit dem Kunststoffmaterial, so daß abhängig von verschiedenen Prozeßparametern, der Form des Teils, der Dicke und Form der Röhre usw. die Röhre durch den Druck des Materials beim Füllen des Hohlraums verformt, örtlich zusammengedrückt oder gequetscht werden könnte.
Die Lösung, stärkere Röhren oder aus einem steiferen oder festeren Material hergestellte Röhren zu verwenden, die ersichtlich teuerer und schwerer sind, widerspricht dem oben gesagten.
Beim Durchführen von experimentellen Untersuchungen mit verschiedenen Röhren einer möglichst geringen Dicke sind mehrere Möglichkeiten der Beschädigung der Röhre durch die Wirkung des Drucks gefunden worden, und diese sind von der geringfügigsten bis zur ernsthaftesten aufgelistet

– Die Röhre wird verformt entlang den Halterungen in dem Formwerkzeug oder der Matrize.
– Die Röhre wird zusammengedrückt, wird örtlich nach innen verformt.
– Die erwähnten Verformungen erreichen die Bruchgrenze des Materials, aus dem die Röhre hergestellt ist, wobei der Kunststoff in das Innere des Profils eindringt.
– Die Röhre wird vollständig gegen das Formwerkzeug gequetscht.

Die Folgen, die diese Fehler in dem Teil bewirken, sind, aufgelistet von der ernsthaftesten zur geringfügigsten, wie folgt:

– Von Restspannungen erzeugte Verformungen, die die Formbeständigkeit und daher die Qualität des Produkts beeinflussen.
– Lokale Verformungen, insbesondere in Metallröhren, können die Festigkeit des Teils beeinflussen.
– Füllfehler in dem herzustellenden Teil, da das Material den Spalt in der Röhre füllt und nicht das Ende des Hohlraums erreicht, was es als Prozeß fehlerhaft und instabil macht.
– Starke Verzerrung der Festigkeit und der Eigenschaften, wo die Röhre zusammengedrückt worden ist.

Das grundlegende Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Systems zum Überspritzen von Röhren bei der Herstellung von Kunststoffteilen, wobei diese Röhren eine geringe Wanddicke haben, gemäß welchem System die oben erwähnten Nachteile überwunden werden.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Systems, das auf Röhren mit unterschiedlichen Querschnitten und Geometrien anwendbar ist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Systems.
Um diese drei Ziele in die Praxis umzusetzen, erhebt die Erfindung Anspruch auf ein System, gemäß welchem den Innenwänden der Röhre, wenn sie überspritzt wird, mit Stützeinrichtungen versehen werden, die den von dem Kunststoffmaterial auf die Außenseite der Röhre ausgeübten Druck vollständig neutralisieren können, wodurch ihre Dicke und folglich ihre Form unverändert bleiben.
Die Einrichtungen zum Neutralisieren des Überdrucks des Kunststoffmaterials sind beweglich oder verschiebbar, d.h. sie werden vor dem Spritzen im Innern der Röhre angeordnet und danach herausgenommen, und wenn sie im Innern angeordnet sind, sind die Enden verschlossen, so daß sie den Innenraum leckdicht machen und während des Spritzens den Eintritt von Kunststoffmaterial verhindern.
Die Einrichtungen bestehen aus physikalischen Einrichtungen, die an den Wänden der Röhre anliegen, wobei sie während des Überspritzens und zumindest während eines Teils der Polymerisation der Kunststoffmasse, die um die Röhre herum ist, einen Druck gegen diese Wände aufrechterhalten.
In einer bevorzugten Lösung bestehen die Stützeinrichtungen aus einigen an einem Dorn angebrachten Segmenten, die mit Expansions- und Kontraktionsbewegungen versehen sind, so daß ihre äußere Oberfläche an der inneren Oberfläche der Röhre anliegt oder sich von ihr weg bewegt.
Die Segmente sind entlang des Dorns in Gruppen, zum Beispiel in Vierergruppen, angeordnet und die äußere Oberfläche dieser Segmente ist kreisförmig. Die Gruppen von Segmenten sind nebeneinander angeordnet, wobei sie die gesamte Länge des Dorns bedecken.
Der Dorn ist an der Basis eines hohlen röhrenförmigen Körpers angeordnet, der mit einem Ende an einem Halter befestigt ist. Durch das Innere dieses röhrenförmigen Körpers erstrecken sich ein hohles Rohr und eine Welle, die zueinander konzentrisch sind, wobei beide eine größere Länge haben als der röhrenförmige Körper, wobei die Welle länger ist als das Rohr, und wobei beide aus dem Halter des röhrenförmigen Körpers herausragen.
Schraubengewindeabschnitte mit unterschiedlicher Gängigkeit sind an den zwei herausragenden Enden vorgesehen, zum Beispiel ein Linksgewinde für den Wellenabschnitt und ein Rechtsgewinde für das Rohr.
Durch das Äußere des Halters und an ihm ist ein Spannrohr angeordnet, das sich an diesem Halter dreht und dessen Innenraum teilweise von einem Hals einer äußeren Kappe besetzt ist, wobei dieser Hals innen mit einem Schraubengewinde versehen ist. Das Ende der Welle ist in diesen Abschnitt hineingeschraubt und das mit Schraubengewinde versehene Ende des inneren Rohrs ist in ein anderes Schraubengewinde im Inneren des Spannrohrs geschraubt.
Daher bewegen sich beim Drehen des Spannrohrs die Welle und das Rohr in unterschiedliche Richtungen, entweder sie nähern sich oder sie bewegen sich voneinander weg, entsprechend der Drehbewegung, die dem Spannrohr auferlegt wird.
Sowohl die Welle als auch das Rohr nehmen mittels zylindrischer Buchsen Paare von Keilen auf, deren Außenseite mit einer gewissen Schräge versehen ist. Diese Keile sind entlang des Dorns in abwechselnder Position, wobei ein Keil von der Welle betätigt wird und der andere Keil von dem Rohr betätigt wird.
Die Keile gleiten entlang der Außenseite des röhrenförmigen Körpers, wenn sie durch Eingreifen von Stiften, die mit dem Rohr und mit der Welle verbunden sind, betätigt werden. Die äußeren Oberflächen der Keile in jedem Paar sind in entgegengesetzte Richtungen geneigt und in Übereinstimmung mit den Bewegungen des Rohrs und der Welle, wenn das Spannrohr gedreht wird, bewegen sich die Keile in jedem Paar entweder aufeinander zu oder voneinander weg.
Die Segmente, wie erwähnt zum Beispiel in Vierergruppen, sind locker an einigen an dem röhrenförmigen Körper angebrachten Ringen angeordnet und ihre inneren Oberflächen haben zwei aus dem zentralen Abschnitt vorspringende Nasen, die an den Seiten der Ringe eingenommen sind. Von diesen Nasen aus sind die inneren Oberflächen bezüglich der Horizontalen in eine Öffnungsrichtung zu ihren Enden hin geneigt.
Jede Gruppe aus vier Segmenten befindet sich an einem Ring und die inneren Oberflächen dieser Segmente nehmen die gegenüberliegenden Keile auf, einen Keil an jeder Oberfläche. Wenn die Keile entlang dieser Oberflächen gleiten, sich entweder annähern oder voneinander weg bewegen, bestimmen sie, ob die Segmente expandieren oder kontrahieren.
Jedes Segment hat außerdem zwei Schlitze, die in einer kreisförmigen Richtung in ihre äußeren Oberflächen in Höhe der inneren Nasen geschnitten sind, und nimmt O-Ring-Dichtungen in jedem dieser Schlitze auf, wobei diese Dichtungen als Federn für jeweils eine Gruppe von vier Segmenten wirken.
Nicht nur der röhrenförmige Körper, sondern auch der Ring und das innere Rohr sind mit Schlitzen versehen, die die Bewegung ihrer Betätigungsstifte und Einstellschrauben erlauben.
Wenn gewünscht wird, den Dorn in die Röhre einzusetzen, wird das Ende des Spannrohrs nach rechts gedreht, wobei die Segmente beim Zusammengehen der zwei Keile in jedem Paar von Keilen kontrahieren, die auf die Gruppe von vier Segmenten wir ken. Nachdem der Dorn im Inneren des Röhre eingesetzt worden ist, wird das Spannrohr in die entgegengesetzte Richtung gedreht und die zwei Keile bewegen sich voneinander weg, was bewirkt, daß die Segmente expandieren oder sich öffnen und an den Wänden der Röhre anliegen oder sitzen.
Im Anschluß daran werden die Enden des Dorns geschlossen und das Spritzen an die Röhre kann ohne Probleme vonstatten gehen, da der von dem Kunststoff und dem Formwerkzeug auf die Röhre ausgeübte Druck absorbiert wird, was verhindert, daß die Röhre verformt oder zusammengedrückt wird.
Eine Änderung des Durchmessers des Dorns kann mittels Rollen, Kugeln usw. erfolgen, obwohl festgestellt wurde, daß das System von zylindrischen Segmenten vorteilhafter ist, vorausgesetzt, die Segmente bedecken einen größeren Anteil der inneren Oberfläche der Röhre, so daß die Verteilung der Belastungen gleichmäßiger ist.
Was die zum Expandieren des Dorns verwendeten Keile betrifft, so möchten wir darauf hinweisen, daß sie alternativ durch Nocken oder andere pneumatische oder hydraulische Systeme ersetzt werden können.
In Hinblick auf das oben beschriebene ist für die entsprechenden Zwecke außerdem darauf hinzuweisen, daß die Bewegungen der Welle und des inneren Rohrs ohne Hilfe der Kappe, des Spannrohrs usw. und ohne die an ihren Enden vorgesehenen Schraubengewinde durchgeführt werden können, wobei die alternativen Bewegungen der beiden mittels hydraulischer oder pneumatischer Zylinder durchgeführt werden, die mit einer gemeinsamen zentralen Einheit verbunden sind und die Bewegungen der beiden Teile durchführen können.
Anzumerken ist, daß als Variante dieser Anordnung das beschriebene System aus Keilen, Welle, innerem Rohr und röhrenförmigem Körper durch einen entlang des Dorns am Kern der Segmente angeordneten flexiblen Schlauch ersetzt werden kann, wobei die Segmente mit diesem Schlauch verbunden sind.
Wenn Druck in dem flexiblen Schlauch angelegt wird, so dehnt er sich aus oder erweitert sich und die Segmente kommen in Kontakt mit der Innenseite der Röhre, wodurch sie den von außen auf die Röhre wirkenden Druck kompensieren.
Der Schlauch oder das flexible Rohr kann irgendwelche Steckverbindungen oder Schnellkupplungen an seinem Ende haben, so daß es nicht notwendig ist, ihn/es zu füllen und zu leeren, sondern ihn/es einfach unter Druck zu setzen und den Druck zu lösen.
In einigen Fällen, zum Beispiel wenn kalibrierte Stahlröhren verwendet werden, in welchen die Schweißnaht entfernt worden ist, oder mit extrudierten Röhren, ist es möglich, das flexible Rohr ohne die abdeckenden Segmente zu verwenden, obwohl es als sicherer angesehen wird, den Schlauch durch Abdecken mit metallenen Segmenten davor zu schützen, daß er an möglicherweise vorhandenen Graten scheuert.
Anzumerken ist, daß als eine mögliche Variante im Bereich der Erfindung es machbar ist, den Außendruck des Kunststoffs durch den Innendruck einer unter Druck stehenden Flüssigkeit oder eines unter Druck stehenden Gases zu kompensieren, wobei das betreffende Fluid durch die Enden des Rohrs eingeführt wird.
Das Anwenden des Drucks an die Röhre folgt einer Kurve oder einer Anweisung, die einen geeigneten festgesetzten synchronisierten Zeitablauf haben kann, entweder synchronisiert mit dem Schließen der Presse, mit der Druckkurve der Presse oder unter Verwendung eines Signals aus einer im Inneren des Formwerkzeug-Hohlraums angeordneten Druckzelle.
Das Ziel der Anwendung von Druck ist in diesem Fall, daß der Unterschied zwischen dem Innen- und Außendruck auf die Röhre so klein wie möglich ist, um die geringste resultierende Druckdifferenz zu erreichen.
Wenn die Polymerisations- oder Abkühlzeit für das Teil abgelaufen ist, wird der Druck auf das Rohr gelöst. Wenn eine Flüssigkeit verwendet wird, muß das Rohr entleert werden.
In der oben erwähnten bevorzugten Lösung, in welcher sich die Welle und das Rohr übereinstimmend bewegen, ist für die entsprechenden Zwecke darauf hinzuweisen, daß als Alternativen zu dem System, das zum Betätigen dieser Teile verwendet wird, pneumatische, hydraulische und elektromechanische (Zahnstangen-)Zylinder verwendet werden können.
Ein wichtiges Detail für den korrekten Betrieb des Systems ist die Art und Weise, in welcher das Schließen der Enden der Röhre in allen betrachteten Fällen durchgeführt wird, da, wenn dieses Schließen nicht korrekt durchgeführt wird, der Kunststoff in das Innere der Röhre eindringt.
Im Falle der bevorzugten Lösung, die den Dorn verwendet, muß die Durchführungsweise des Schließens der Enden der Röhre berücksichtigt werden, wegen Fertigungstoleranzen beim Schneiden der Röhre in der Länge und was den rechten Schnittwinkel bezüglich der Achse, Gehrungswinkel, betrifft, da, wenn dieses Schließen nicht korrekt durchgeführt wird, der Kunststoff in das Innere der Röhre eindringt, was den Dorn nutzlos macht.
Der Anwendungsbereich des Systems in der Erfindung umfaßt Kunststoffe, Verbundwerkstoffe, Polymere, Gummis, Copolymere, Thermoplast oder warmausgehärtete Kunststoffe (wärmestabil), zum Beispiel mit Glasfaser verstärktes Polypropylen in allen Varianten und mit Glasfaser verstärkte oder nicht verstärkte Polyamide.
Das für die Röhren verwendete Material kann geschlossene Röhren umfassen, die aus Stahl, Aluminium oder irgendeiner anderen Eisen- oder Nichteisen-Legierung hergestellt sind.
Was die Röhrenform betrifft, so ist die Erfindung auf jeden geschlossenen Querschnitt, rund, quadratisch, rechteckig, elliptisch usw. irgendeiner Dicke anwendbar.
Die Röhren können gerade, gekrümmt, gebogen oder mit örtlich gequetschten oder verformten Bereichen sein.
Was die Form des herzustellenden Kunststoffteils betrifft, so kann sie irgendeine sein, die die verschiedenen, zum Verarbeiten des Kunststoffs verwendeten Technologien erlauben, einschließlich Spritzformen, Preßformen, Spritz-Preßformen usw.
Diese und andere Details der Erfindung sind auf den beiliegenden Zeichnungsblättern zu erkennen, auf welchen das folgende dargestellt ist:
1 ist eine Perspektivansicht eines Kunststoff-Formstücks, gezogen wie die Erfindung als Herstellungsverfahren vorschlägt.
2 ist eine Aufsicht auf einen Querschnitt der bevorzugten Lösung zur Ausführung des Systems der Erfindung.
3 ist ein vergrößertes Detail des anzuwendenden Dorns gemäß der Erfindung.
4 zeigt die Ansicht von 2 von unten, mit der Röhre, in welcher der erfindungsgemäße Dorn eingesetzt ist, wobei der Dorn in einer an der Röhre anliegenden Position ist.
5 ist eine Ansicht von unten auf 2, mit dem im Innern der Röhre eingesetzten Dorn, jedoch ohne Kontakt mit deren Innerem.
6 ist eine vergrößerte Teilansicht des Dorns von 2.
7 ist eine vergrößerte Teilansicht von 3.
8 ist auf die gleiche Weise eine vergrößerte Teilansicht von 4.
9 ist eine Ansicht von links auf 2.
10 zeigt die Position der Segmente, wenn sie bezüglich der zu spritzenden Röhre expandiert sind.
11 zeigt die Position der Segmenten, wenn sie bezüglich der zu spritzenden Röhre kontrahiert sind.
12 ist die Darstellung des Ergebnisses der Ansicht entlang Linie I-I von 3.
13 ist das Ergebnis der Ansicht entlang Linie II-II von 3.
14 ist das Ergebnis der Ansicht entlang Linie III-III von 3.
15 ist die Ansicht gemäß der Linie IV-IV von 6.
16 ist eine Ansicht der Dornwelle gemäß der Erfindung.
17 ist eine Ansicht des röhrenförmigen Körpers gemäß der Erfindung.
18 ist eine Ansicht des inneren Rohrs gemäß der Erfindung.
19 ist eine Aufsicht auf den Ring, der die Segmente aufnimmt.
20 ist eine Aufsicht auf einen Querschnitt eines der Segmente.
21 ist eine Aufsicht auf den Keil, der entlang des inneren Rohrs gleitet.
22 ist eine Aufsicht auf den von der Welle bewegten Keil.
Mit Blick nun auf 1, ist ein typisches Beispiel eines in Kunststoff geformten Teils (A) an einer Anordnung (B) zu erkennen, die eine Metallröhre in ihrem Inneren aufweist, mit unterschiedlich gestalteten Teilen (C) und Abschnitten (D), die keine Beschichtung bekommen, die den Haltern für die Röhre im Innern des Formwerkzeugs entsprechen.
In 2 ist der vor dem Spritzprozeß im Inneren der Röhre einzusetzende Dorn mit der zentralen Welle (2), dem inneren Rohr (6) und dem röhrenförmigen Körper (5) gezeigt. Die zwei Keile (7, 8) sind so an dem Körper (5) angebracht, daß sie bei ihren Bewegungen gegen die inneren Oberflächen der Segmente (1) wirken.
Die Welle (2) hat ein mit einem Schraubengewinde versehenes vorderes Ende (15) und das Ende des inneren Rohrs (6) hat ein anderes Schraubengewinde, wobei beide von den zwei Schraubengewinden der Kappe (12) und des Spannrohrs (11) betätigt werden, das an dem Halter (9) angebracht ist, der am Körper (6) befestigt ist.
Der Abschnitt, der sich von dem Halter (9) aus zum rechten Ende erstreckt, ist derjenige, der im Inneren der zu überspritzenden Röhre eingesetzt wird, um deren Festigkeit aufrechtzuerhalten.
Am rechten Ende ist der Keil (3) zu erkennen, der sich von den anderen, entlang des Dorns ausgebildeten bzw. angeordneten Keilen (7, 8) unterscheidet.
Das Drehen der Kappe (12) und des Spannrohrs (11) bewirkt die Bewegungen der Welle (2) und des inneren Rohrs (5), wobei diese Bewegungen aufgrund der Tatsache, daß das Schraubengewinde des Abschnitts (15) der Welle (1) und das der Kappe (12) linksgängig sind, in entgegengesetzte Richtungen sind.
Auf diese Weise wirken die Keile (3, 7, 8) gegen die Segmente (1), bewirken ihr Öffnen und Schließen und Überwinden des Widerstands der Dichtungen (18), die als Federn (18) wirken.
In 3 ist ein Detail des Aktionsbereichs des Dorns zu erkennen, wobei das Spannrohr (11) mit der mit Schrauben (14) befestigten vorderen Kappe (12) und mit einer Verlängerung ver sehen ist, die sich an dem Halter (9) dreht. Die Welle (2) und das innere Rohr (6), die an ihren Enden mit Schraubengewinde versehen sind, werden von den zwei mit Schraubengewinde versehenen Abschnitten (13, 20) der Kappe (12) und des Spannrohrs betätigt, so daß sich beim Drehen nach links der Keil (7) nach rechts und der Keil (8) nach links bewegt.
Das Rohr (11) ist mittels einer Klammer oder eines Verschlusses (10), die/der mittels Schrauben (16) und Dichtungen (17) befestigt ist, mit dem Halter (9) verbunden, wobei der Halter (9) mittels (23) am Körper (6) befestigt ist.
Die Keile (7) sind mittels Stiften (19) an der Welle (2) und die Keile (8) durch die Einheiten (20, 21) an dem inneren Rohr (5) angebracht und die Segmente (1) sind mittels des Rings (4) am Körper (6) eingesetzt.
In 4 ist der vordere Teil zu erkennen, der um 45° in bezug auf 3 gedreht ist, wobei deutlicher die Position des Klammer- oder Verschlußteils (10), das sich am Halter (9) dreht, sowie die mit Schraubengewinde versehenen Abschnitte (13, 20) der Kappe (12) und des Spannrohrs (11) zu sehen sind, die mit den Enden (15) der Welle (2) und (21) des inneren Rohrs (6) verbunden sind.
In dieser 4 sind die Segmente (1) befestigt und mit dem Inneren der zu überspritzenden Röhre (24) in Kontakt, wobei die Keile (7, 8), die jeweils einem Segment (1) entsprechen, in ihrer angenähertsten Position sind. Die Segmente wiederum sind mit einigen Nasen (28), die den Ring an den Seiten klammern, locker an dem Ring (4) angebracht. Auf die gleiche Weise ist der Stift (19) zu erkennen, der den Keil (7) an der zentralen Welle (2) befestigt.
Die kontrahierten Segmente (1) sind in 5 gezeigt, wenn sie durch die entgegengesetzte Bewegung der Keile von der Innenseite der Röhre (24) getrennt sind. Zu Definitionszwecken ist außerdem hervorzuheben, wie in dieser Position die mit Schraubengewinde versehenen Abschnitte (15,21) nahe beieinander sind, während in 4 diese Abschnitte in weitem Abstand zueinander sind.
Der Unterschied zwischen diesen zwei Positionen markiert den Abstand oder die Verschiebung der Keile (7, 8) in die eine oder die andere Richtung, entsprechend der Drehung des Spannrohrs (11).
Der maximale Abstand zwischen den zwei Keilen jedes Segments (1) ist in 8 definiert, wobei die Segmente (1) expandiert und in Kontakt mit der Innenseite der Röhre (24) sind.
Der minimale Abstand zwischen den Keilen ist in 6 und 7 gezeigt, wobei die Segmente (1) kontrahiert sind.
In 5 ist auch auf die Einstellschraube (27) hinzuweisen, die den Ring (4) mit dem inneren Rohr (6) verbindet, und deren Eingang (26).
Die Kappe (12) des Spannrohrs (11) ist in 9 zu erkennen, sowie die Schrauben, um beide Teile aneinander zu befestigen, und das mit einem Schraubengewinde versehene Ende (15) der mit der Kappe verbundenen Welle (2).
In 10 und 11 sind die zwei Positionen der Segmente (1) in bezug auf die Röhre (5) zu sehen, die in 10 kontrahiert und ohne Kontakt mit der Röhre gezeigt sind.
Die in 10 gezeigte Position entspricht derjenigen, die in 5 und 8 gezeigt ist, und die in 11 gezeigte Position derjenigen von 4 und 7.
Das Spannrohr hat, wie in 12 gezeigt, einige diametrale Schlitze (25), um eine geeignete innere Schmierung des Dorns zu erleichtern und insbesondere um Stifte einzusetzen, die ein Drehen dieses Rohrs erleichtern.
Das Spannrohr ist in 13 frontal gezeigt, in welcher auch die Schrauben (16) zum Befestigen des Rohrs an dem Verschluß (10), der sich an dem Halter (9) dreht, gezeigt sind.
Mit Bezug auf 14 sind die relativen Positionen der Segmente (1), des Keils (8), des röhrenförmigen Körpers (5), des inneren Rohrs (6) und der Welle (2) gezeigt und wie die Stifte (21) und die Einstellschrauben (22) den Keil (8) mit der Welle (2) in Verbindung halten, so daß, wenn die Welle bewegt wird, sich auch der Keil (8) bewegt.
Offensichtlich und wie oben beschrieben bewegt sich wegen des Stifts, der in mehreren Figuren, zum Beispiel in 3 und 7 gezeigt ist, der Keil (7) mit der Welle (2).
Die Position des Rings (4), an welchem das Segment (1) radial gleitet, ist in 15 zu erkennen, die hier das Segment (1), den röhrenförmigen Körper (5), das innere Rohr (6) und die Welle (2) zeigt, wobei die Stifte (27) durch die Dicke des Körpers (5) hindurchgehen, um daran befestigt zu werden. Es sind auch die radialen Durchführungen zum Einsetzen der Stifte und für die Einstellschrauben (26) zu erkennen.
Die Welle (2) in 16 hat an ihrem vorderen Abschnitt ein Schraubengewinde (15), so daß sie von der Kappe (12) betätigt werden kann, sowie die diametralen Löcher (29) zum Durchführen der Stifte (19) für den Keil (7).
Der röhrenförmige Körper (5) in 17 erlaubt es, seinen mit Schraubengewinde versehenen vorderen Abschnitt (21) zu erkennen, wenn er von dem Spannrohr (11) betätigt wird, sowie die Schlitze (30), um das axiale Spiel des inneren Rohrs (5) und die die Stifte (21) lösenden Bewegungen des Keils (8) zu erlauben; die Löcher (31), um den Durchgang der Stifte für den Ring (4) zu erlauben, und die Schlitze (32) für den Stift (19) des Keils (7).
An dem in 18 gezeigten inneren Rohr (6) sind das vordere Ende (33) zum Befestigen an dem Halter (9), die Schlitze (34) für das Spiel der Stifte (21) des Keils (8) und die Schlitze (35) für das Spiel des Stifts (19) des Keils (8) dargestellt.
Was den Ring (4) in 19 betrifft, so zeigt er die entsprechenden Löcher (38) für den Durchgang der verschiedenen Stifte (27), die den Ring an dem röhrenförmigen Körper (5) befestigen.
Die Querschnittansicht eines der Segmente (1) in 20 zeigt die Nasen (28), die den in dem Raum (39) anzuordnenden Ring (4) klammern, die Löcher (37) für die Stifte des Rings, die innere Oberfläche (42, 45), an welcher die Keile (7, 8) wirken, und die Schlitze für die flexiblen Dichtungen (18).
Der Keil (8) in 21 ermöglicht es, sein äußeres Profil (43, 44), mit dem er an der inneren Oberfläche (42, 45) des Segments (1) gleitet, und außerdem die Löcher (36) für die Stifte zum Anbringen an dem inneren Rohr (5) zu erkennen.
Auf gleiche Weise ist der Keil (7) in 22 gezeigt, der mit der Welle (2) verbunden ist und nur zwei diametral gegenü berliegende Löcher (40) zum Einsetzen des Stifts (19) hat, der ihn an der Welle (2) befestigt.
Die Vorrichtungen, die die körperliche bzw. physikalische Einrichtung bilden, können erhitzt werden, um ihre Temperatur an diejenige des Mediums anzupassen, in welchem sie verwendet werden, sowohl am Beginn des Betriebsanlaufs und während des Ablaufs der verschiedenen Phasen und zu diesem Zweck wird die geeignete Einrichtung bestimmt und bereitgestellt.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffstruktur (A, C), die eine zu überspritzende, allgemein dünne und metallische Röhre (24) aufweist, mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen einer Einrichtung im Inneren der Röhre, um während des Überspritzens den durch das Kunststoffmaterial ausgeübten Druck standzuhalten, um die Form der Röhre unverändert zu lassen, und um die Enden der Röhre zu verschließen, um so den Eintritt von Kunststoffmaterial in die Röhre zu verhindern; – Anordnen der zu überspritzenden Röhre im Inneren eines Formwerkzeugs und auf Haltern; – Füllen des Formwerkzeugs mit Kunststoffmaterial, um die Kunststoffstruktur (A, C), zu erzeugen, die die Röhre (24) aufweist, die mit der Struktur fest verbunden ist, wobei aufgrund des Verschließens der Röhre während des Kunststoffmaterial-Füllvorgangs das Innere der Röhre nach dem Überspritzen völlig frei von Kunststoffmaterial ist; – Aufrechterhaltung der Anordnung der zum Standhalten des Außendrucks des Kunststoffmaterials bereitgestellten Einrichtung bis das Kunststoffteil abgekühlt ist; und – Entfernen der zum Standhalten des Außendrucks des Kunststoffmaterials bereitgestellten Einrichtungen aus der Röhre nach Fertigstellung des Teils.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer unveränderten Röhrenform während des Spritzformprozesses und während zumindest eines Teils der Polymerisation der Kunststoffmasse verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer unveränderten Röhrenform, die gegen die Innenwände der Röhre angeordnet wird, aus mechanischen Teilen oder Elementen besteht, die während der Phasen des Eintritts von Kunststoff in das Formwerkzeug und während des Abkühlens an den Wänden sitzen oder anliegen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer unveränderten Röhrenform, die gegen die Innenwände der Röhre angeordnet wird, aus einem Fluid im Innern der Röhre besteht, wobei das Fluid einem Druck ausgesetzt wird, der auf die Innenwände der Röhre übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die mechanischen Teile oder Elemente, die an den Innenwänden der Röhre sitzen oder anliegen, von mechanischen Systemen betätigt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die mechanischen Teile oder Elemente, die an den Innenwänden der Röhre sitzen oder anliegen, von einem in einem Schlauch aufgenommenen Fluid betätigt werden.
Vorrichtung zum Aufrechterhalten der Form oder Geometrie einer Röhre (24), die im Inneren eines Formwerkzeugs eingesetzt und an Haltern in dem Formwerkzeug angeordnet ist, wobei die Röhre gemäß dem in einem der vorstehenden Ansprüche definierten Verfahren zumindest teilweise an ihrer Außenseite mit Kunststoffmaterial überspritzt wird, um so eine Kunststoffstruktur (A, C) zu erzielen, in welcher die Röhre innerhalb dieser Struktur enthalten ist, wobei die Vorrichtung eine physikalische Einrichtung im Innern der zu überspritzenden Röhre (24) aufweist, wobei die physikalische Einrichtung geeignet ist, um an der Innenwand der Röhre anzuliegen, um während des Überspritzens und während zumindest einer Phase der Polymerisation der Kunststoffmasse einen Druck auf die Wand aufrechtzuerhalten.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die physikalischen Einrichtungen aufweisen: – einen Dorn, bestehend aus einem röhrenförmigen Körper (5), der mit einem Ende an einem hohlen Halter (9) befestigt ist, einem damit konzentrischen inneren Rohr (6), das durch den Halter hindurchgeht, einer mit dem Rohr und dem röhrenförmigen Körper konzentrischen zentralen Welle (2), die ebenfalls durch den Körper hindurchgeht und aus letzterem eine größere Strecke herausragt als das innere Rohr (6), – wobei die Enden des Rohrs (6) und der Welle (2) mit in unterschiedliche Richtungen gängigen Schraubengewinden versehen sind, – ein Verschlußteil (10), das mittels eines Rings angepaßt wird, der am vorderen Teil des hohlen Halters (9) zu drehen ist, an welchem das Ende des Spannrohrs (11) befestigt ist, wobei das vordere Ende des Spannrohrs eine Kappe (12) aufnimmt, die mit einem Hals versehen ist, der teilweise im Inneren des Spannrohrs eingesetzt ist, – wobei der Hals der Kappe (12) mit einem Schraubengewinde versehen ist und das Ende der Welle (2) aufnimmt, während das Innere des Spannrohrs (11) ebenfalls mit einem Schraubengewinde versehen ist und das Ende des inneren Rohrs (6) aufnimmt, – wobei der röhrenförmige Körper (5) ein Paar von zylindrischen Gleitkeilen (7, 8) aufnimmt, die mittels Stiften (19, 21), die durch in dem Körper (5), dem inneren Rohr (6) und der Welle (2) geschnittene Längsschlitze hindurchgehen, an der Welle (2) bzw. dem inneren Rohr (6) befestigt sind, – zylindrische Ringe (4), die jeweils zwischen zwei Keilen an dem röhrenförmigen Körper (5) angebracht sind, wobei diese Ringe an dem Körper befestigt sind, – Segmente (1), die jeweils ein Paar von Keilen (7, 8) und einen Ring (4) klammern, wobei die Segmente eine äußere Kreisform haben und zwischen sich praktisch den gesamten Umfang überdecken, wobei die Segmente locker an dem Ring (4) befestigt sind, – wobei die Segmente (1) jeder Gruppe an ihrer Innenseite zentrierte vorspringende Nasen (28), die die Seiten des Rings (4) klammern, und entlang der Längsachse geneigte Oberflächen (25) haben, auf welchen die Keile gleiten, wobei ausgehend von den Nasen der Durchmesser der geneigten Oberflächen zunimmt, und – zwei zentrierte transversale Schlitze (18), die jeweils in eine Gruppe von Segmenten geschnitten sind und Ringdichtungen, die als Federn wirken, aufnehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Welle (2) und das innere Rohr (6) jeweils direkt von pneumatischen oder hydraulischen Zylindern betätigt werden, die von einer gemeinsamen Basis aus mit ihnen verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, wobei die innere Anordnung durch einen flexiblen Schlauch ersetzt ist, wobei die Segmente (1) mit dessen Außenseite verbunden sind, wobei der Schlauch in seinem Inneren ein Fluid aufnimmt, um ihn auszudehnen oder zu expandieren, wobei der Schlauch zu seiner Befestigung oder Entfernung unter Druck gesetzt wird oder der Druck gelöst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die physikalische Einrichtung aus einem unter Druck stehenden Fluid, aus einer unter Druck stehenden Flüssigkeit oder aus einem unter Druck stehenden Gas bestehen, das/die sich während der Behandlungsphase direkt im Innern der Röhre (24) befinden.