WO2000050213A1

WO2000050213A1 - Rohrförmiges spritzgussteil für reinigungsgeräte

Info

Publication number: WO2000050213A1
Application number: PCT/EP2000/001427
Authority: WO
Inventors: Hans Hench
Original assignee: H. Hench Gmbh
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2000-08-31
Also published as: EP1161334A1; WO2000050213A8; DE19907508A1; TR200102382T2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Spritzgussteil (1) aus Kunststoff mit einstückig angeformten Verbindungselementen (2) für Reinigungsgeräte, wobei das Spritzgussteil eine faserverstärke Innenschicht (3) und einen äusseren, im wesentlichen durchgehenden Kunststoffüberzug (4) mit glatter Oberfläche aufweist, der durch Spritzen in eine gemeinsame Form in der Innenschicht verschmolzen ist. Derartige rohrförmige Spritzgussteile werden vorzugsweise für Staubsaugerrohre oder für Rohre von Hochdruckspritzanlagen eingesetzt.

Description

Rohrförmiges Spritzgußteil für Reinigungsgeräte

Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Spritzgußteil aus Kunststoff mit einstückig angeformten Verbindungselementen für Reinigungsgeräte, eine Vorrichtung, die zur Herstellung der Spritzgußteile verwendet wird, und ein Verfahren zur Herstellung derartiger rohrförmiger Spritzgußteile gemäß den Gattungsbegriffen der Ansprüche 1, 12 und 22.

Rohrförmige Teile für Reinigungsgeräte werden üblicherweise aus stranggepreßten Kunststoffendlosrohren hergestellt. Dazu werden die Endlosrohre auf Abschnitte von 40 bis 50 cm Länge getrennt, und jeweils an einem Ende wird durch Formgebung unter Hitzeeinwirkung eine Muffe gebildet, so daß Rohre unterschiedlicher Länge insbesondere für Staubsauger durch ein Steckverbinden der Rohrabschnitte möglich sind. Derartiges Kunststoffrohrmaterial hat den Nachteil, daß es nachgiebig und biegsam ist, so daß komplexere Verbindungselemente wie Bajonettverbindungen oder Teleskopverbindungen mit derart nachgiebigem Material nicht zuverlässig herstellbar sind. Für derartige Anwendungen ist deshalb ein extrem dickwandiges Kunststoffrohr erforderlich, oder es werden üblicherweise bei Teleskopmechaniken von Staubsaugerrohren metallische Rohrstücke eingesetzt. An derartige metallische Rohre lassen sich zuverlässig Verbindungselemente für die teleskopartige Ausführung von Staubsaugerrohren anbringen. Da ein steigender Bedarf an teleskopartigen Staubsaugerrohren aufgrund der ergonomisch anpaßbaren Länge eines Staubsaugerrohres an die Bedienungsperson vorhanden ist, besteht ein Bedarf darin, preiswerte Lösungen für Staubsaugerrohre und rohrförmige Teile für Reinigungsgeräte zu schaffen. Hochwertige Kunststoffe wie Polyamide mit entsprechend hohen Wandstärken, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, lösen nicht das Problem, da zuviel Kunststoff eingesetzt werden muß. Dünnwandiges Polyamid liefert hingegen nicht die erforderliche Steifigkeit, wie sie beispielsweise für Teleskopmechaniken erforderlich sind.

Aus der Druckschrift „Spritzgießen von Formteilen aus mehreren Komponenten'' von C. Jaroschek, herausgegeben vom Institut für Kunststoffverarbeitung der TH Aachen, ist bekannt, daß es möglich ist, zwei oder mehr Kunststoffkomponenten aus einer Spritzdüse in eine Form zu spritzen, so daß die eine Komponente einen Kunststoffüberzug an den Innenrandungen der Form bildet und eine zweite Komponente im Inneren der Spritzgußform sich schmelzflüssig ausbreiten kann, um die Form im Inneren aufzufüllen, so daß eine dreischichtige und „Sandwich"- artige, plattenförmige Struktur entsteht. Die Druckschrift enthält jedoch keinen Hinweis darauf, rohrförmige Spritzgußteile mit einstückig angeformten Verbindungselementen herzustellen, zumal in allen aufgeführten Beispielen entweder plattenförmige Spritzgußteile oder massive Spritzgußteile versuchsweise hergestellt wurden.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 692 359 ist eine Vorrichtung zum Spritzgießen eines Kunststoffartikels in einer Formkavität bekannt, wobei der spritzgegossene Artikel eine Sandwich-Schichtkonfiguration aufweist, welche eine äußere Oberfläche eines Hautmaterials aufweist, das ein inneres Kernmaterial umgibt. Diese Vorrichtung umfaßt eine Haupteinspritzeinheit, die eine hin- und herbewegbare Förderschnecke zur Plastizierung des Kernmaterials aufweist. Eine zusätzliche Einheit zur Plastizierung des Hautmaterials ist mit der Haupteinspritzeinheit verbunden, um diese mit Hautmaterial zusätzlich zu beladen. Danach kann das Hautmaterial und das Kernmaterial durch eine gemeinsame Düse in die Formkavität gespritzt werden. In der Druckschrift gibt es keinerlei Hinweise, wie mit dieser Vorrichtung rohrförmige Spritzgußteile herstellbar sind. Eine besondere Schwierigkeit bei rohrförmigen Spritzgußteilen aus zwei Kunststoffkomponenten besteht darin, daß eine nahezu gleichmäßige Verteilung des Hautmaterials an der Oberfläche und einer zweiten Komponente im Bereich der Innenwandung auch in axialer Richtung mit den Lösungen im Stand der Technik nicht realisierbar ist. Zumindest befindet sich in der Druckschrift EP 0 692 359 kein Hinweis auf die Herstellung von langgestreckten Hohlkörpern aus zwei Kunststoffkomponenten.

Auch aus der Druckschrift DE 39 32 416, die ein Verfahren zum Spritzgießen von Mehrkomponenten-Kunststoffkörpern und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens offenbart, gibt es nur einen Hinweis auf eine plattenförmige Formkavität, die mit einem Mehrkomponenten-Kunststoff beschickt wird. Auch diese Druckschrift ist nicht geeignet, rohrförmige Spritzgußteile aus Kunststoff mit einstückig angeformten Verbindungselementen herzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein rohrförmiges Spritzgußteil aus Kunststoff mit einstückig angeformten Verbindungselementen für Reinigungsgeräte und eine Vorrichtung mit der derartige rohrförmige Spritzgußteile hergestellt werden können sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger rohrförmiger Spritzgußteile, anzugeben, womit die bisherigen Nachteile des genannten Standes der Technik überwunden werden und insbesondere Staubsaugerrohre zur Verfügung stehen, die kostengünstig und preiswert in Massenproduktion hergestellt werden können. Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der Ansprüche 1 , 12 und 22 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Dazu weist das Spritzgußteil eine faserverstärkte Innenschicht auf und einen äußeren, im wesentlichen durchgehenden Kunststoffüberzug mit glatter Oberfläche, der durch Spritzen in eine gemeinsame Form mit der Innenschicht verschmolzen ist.

Mit dieser Lösung wird vorteilhaft erreicht, daß die Kombination aus Kunststoffüberzug und faserverstärkter Innenschicht für ein rohrförmiges Spritzgußteil wesentlich dünnwandiger ausgeführt werden kann, als ein Kunststoffrohr aus nur einer Kunststoffkomponente ohne jede Faserverstärkung. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung ist, daß das Gesamtgewicht eines derartigen rohrförmigen Spritzgußteils sowohl gegenüber dem dickwandigen Rohr aus einer Kunststoffkomponente als auch gegenüber einem dünnwandigen Metallrohr, wesentlich abnimmt und äußerst preiswerte Materialien für die faserverstärkte Innenschicht einsetzbar sind, ohne den ästhetischen Anblick eines derartigen rohrförmigen Spritzgußteiles zu vermindern. Vielmehr kann durch Farbpigmente in dem Kunststoffüberzug oder metallische Einschlüsse in Verbindung mit der erfindungsgemäßen glatten Oberfläche ein gewerblich hervorragend verwertbares Produkt für Reinigungsgeräte geliefert werden.

Die glatte Oberfläche des im wesentlichen durchgehenden Kunststoffüberzugs ist benutzerfreundlich und verletzungssicher, zumal die Glasfasern vorzugsweise aus Kurzfasern nur in der Innenschicht eingeschlossen sind. Darüber hinaus gewährleistet das Verschmelzen der Innenschicht mit dem Kunststoffüberzug durch Einspritzen in eine gemeinsame Form, daß sich der Kunststoffüberzug nicht von der Innenschicht abheben oder ablösen und auch nicht abplatzen kann. Ein weiterer Vorteil des rohrförmigen Spritzgußteils aus Kunststoff mit einstückig angeformten Verbindungselementen gegenüber herkömmlichen, stranggepreßten Kunststoffrohren mit angeformter Muffe ist, daß jederzeit der Rohrquerschnitt, insbesondere an den Enden mit den Verbindungselementen, beliebig und je nach Belastung und Art der Verbindungselemente variiert werden kann, was bei herkömmlichen stranggepreßten Kunststoffrohren nicht möglich ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird für die Innenschicht ein recycelter Kunststoffabfall eingesetzt, der mit Kurzfasern aus Glas- oder Steinwolle plastiziert werden kann, um das rohrförmige Spritzgußteil bei gleichbleibend hoher Formstabilität und gleichbleibend hochwertigem Kunststoffüberzug gravierend gegenüber Kunststoffrohren aus einer einzigen Kunststoffkomponente wie Polyamid zu verbilligen.

Vorzugsweise weist das rohrförmige Spritzgußteil sowohl außen als auch innen einen Kunststoffüberzug auf. Dieses hat den Vorteil, daß insbesondere bei Reinigungsgeräten das im Rohr geführte Gut an den glatten Oberflächen des Kunststoffüberzugs besser gleiten kann. Dieser Vorteil macht sich insbesondere bei Staubsaugerrohren bemerkbar, da sich Milben und andere Keime nicht innen an der glatten Oberfläche des Kunststoffüberzugs festsetzen können.

Prinzipiell wäre das rohrförmige Spritzgußteil durch zwei Spritzgußvorgänge herstellbar, indem zunächst das Spritzgußteil aus einem faserverstärktem Material hergestellt wird und anschließend in einem zweiten Schritt ein Kunststoffüberzug über das faserverstärkte Spritzgußteil gelegt wird. Bei entsprechender Temperierung des faserverstärkten Spritzgußteils während des Anbringens des Kunststoffüberzuges ist es durchaus möglich, die faserverstärkte Schicht mit dem Kunststoffüberzug zu verkleben oder zu laminieren. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind jedoch die faserverstärkte Innenschicht und der Kunststoffüberzug mit einem einzigen Spritzgußvorgang herstellbar. Bei diesem Spritzgußvorgang befinden sich beide Spritzgußkomponenten im schmelzflüssigen Zustand und lediglich der durchgehende Kunststoffüberzug unterschreitet den Erweichungspunkt des Kunststoffes bei diesem Spritzgußvorgang bei dem Einspritzen in die Form an den Innenwänden der Form früher als die faserverstärkte Innenschicht und verfestigt sich als Haut an den inneren Wandungen der Spritzgußform.

Das rohrförmige Teil weist vorzugsweise überwiegend das Material der Innenschicht auf. Das hat zwei Vorteile. Einerseits wird von dem hochwertigen Kunststoffüberzug ein geringerer Anteil benötigt und von dem preiswerteren Material der Innenschicht der überwiegende Anteil der Gesamtkunststoffmasse gestellt. Bei der Herstellung in einem einzigen Spritzvorgang kommt andererseits hinzu, daß der größere Wärmeinhalt des überwiegenden Materials dafür sorgt, daß zunächst das Material des Kunststoffüberzugs seinen Erweichungspunkt früher unterschreitet und somit eine glatte Oberfläche bildet, während das schmelzflüssige, überwiegende Material der Innenschicht mit dem Kunststoffüberzug noch vor dem Unterschreiten des Erweichungspunktes verschmolzen wird.

Ein derartiges rohförmiges Spritzgußteil hat gegenüber stranggepreßten Rohren den Vorteil, daß mit ihm einstückig angeformte Verbindungselemente hergestellt werden können. Somit kann durch geeignete Formgebung das rohrförmige Spritzgußteil vorzugsweise ein Verbindungselement für einen Griff oder einen angeformten Griff aufweisen, ohne daß zusätzliche Verbindungselemente zwischen rohrförmigem Teil und Griff erforderlich werden. Der Griff kann vorzugsweise in einem Bereich angeordnet werden, in dem das rohrförmige Spritzgußteil abgebogen ist und einen Steckansatz für einen Staubsaugerschlauch aufweist. Eine derartige Ausführungsform hat wesentliche ergonomische Vorteile. zumal bei der Handhabung des Staubsaugers weder der Schlauch noch das Rohr selbst von der Hand des Benutzers zu umgreifen sind, sondern ein der Hand angepaßter Griff zur Verfügung steht. In den Griff können bei Bedarf Schalt- und Steuerelemente eingebaut sein, die sowohl die Leistung regeln als auch ein Aus- und Einschalten über eine in das Rohr eingespritzte Flachkabelverbindung oder über eine Funkverbindung ermöglichen.

Vorzugsweise weist das Spritzgußteil einen Muffenansatz an einem Ende und einen Steckansatz an dem anderen Ende des rohrförmigen Spritzgußteils auf. Im Gegensatz zu herkömmlichen stranggepreßten und an mindestens einem Ende zu Muffen aufgeweiteten Rohrstücken hat dieses mittels Spritzguß hergestellte rohrförmige Teil den Vorteil, daß ein Muffenansatz und/oder ein Steckansatz mit unterschiedlichen Wandstärken in einem Spritzgußvorgang hergestellt werden können, so daß je nach mechanischer Belastung der Steckverbindungen der rohrförmigen Teile sowohl der Muffenansatz als auch der Steckansatz für unterschiedliche Belastungen konstruiert und angepaßt werden können. Auch sind völlig unterschiedliche Verbindungsformen wählbar und mit nur einem Spritzvorgang herstellbar, insbesondere Ansätze an den Enden des rohrförmigen Spritzgußteils für eine Bajonettverbindung, die nicht nur ein Zusammenstecken von rohrförmigen Spritzgußteilen ermöglicht, sondern auch ein gegenseitiges Verriegeln der rohrförmigen Spritzgußteile sichert.

Darüber hinaus kann das Spritzgußteil Verbindungselemente für eine Teleskopmechanik aufweisen. Für eine derartige Mechanik kann das Innenrohr mit Aussparungen versehen sein, in die eine Kugel eingreift, die an einem Außenrohr der Teleskopmechanik angebracht ist und derart vorgespannt ist, daß sie in radialer Richtung auf das Innenrohr drückt. Darüber hinaus kann an dem Verbindungselement des Außenrohres, das die vorgespannte Kugel aufnimmt, eine Druckknopfmechanik vorgesehen sein, die die Vorspannung der Kugel teilweise für ein Verschieben des Teleskoprohres vermindert, um ein Verschieben, beipielsweise des Innenrohres mit seinen Aussparungen, zu erleichtern. Bei Nichtbetätigung des Druckknopfes der Druckknopfmechanik rastet dann die Kugel mit voller Vorspannung in die nächstmögliche Aussparung und sichert somit vorteilhaft die gewählte ergonomisch günstigste Position, beispielsweise zur Führung einer Staubsaugerdüse.

Vorzugsweise ist der Kunststoffüberzug aus Acrylbutadienpolystyrol, Polyamid oder Polypropylen. Diese thermoplastischen Kunststoffe haben den Vorteil, daß sie in flüssigem Zustand äußerst dünn zu einer Kunststoffhaut einspritzbar sind und andererseits gegenüber der faserverstärkten Hauptkunststoffmasse an den Innenwandungen einer Form relativ schnell ihren Erweichungspunkt unterschreiten. Außerdem können sie mit Farbpigmenten und anderen, beispielweise metallisch glänzenden, Zusätzen versehen werden, um die unterschiedlichsten und verkaufsgünstigsten Färb-, Glanz- und Reflexionseffekte in dem Kunststoffüberzug zu bilden.

Da mit den bekannten Mehrkomponenten-Spritzgußmaschinen rohrförmige Spritzgußteile bisher nicht realisiert werden konnten, wird vorzugsweise eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Spritzgußteiles vorgesehen, die einen beheizten Formkern und eine beheizte Außenform aufweist, sowie eine zusätzliche Plastiziereinheit neben einer Hauptplastiziereinheit umfaßt. Mit dieser bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung des rohrförmigen Spritzgußteiles ist es möglich, den Formkern derart aufzuheizen, daß die aus der zusätzlichen Plastiziereinheit eingespritzte Kunststoffmasse für den Kunststoffüberzug lediglich an den Innenwänden der Außenform ihre Erweichungstemperatur unterschreitet und dort eine dünne Kunststoffhaut bildet, während der beheizte Formkern eine derartige Unterschreitung des Erweichungspunktes der Kunststoffmasse des Kunststoffüberzugs zunächst nicht zuläßt, so daß sich die Kunststoffmasse der Innenschicht entlang der Oberfläche des beheizten Formkerns in voller Länge des rohrförmigen Spritzgußteiles ausbreiten kann, ohne seinen Erweichungspunkt zu unterschreiten. Mit dieser Vorrichtung wird deshalb vorteilhaft eine durchgängige, das heißt vom Einspritzende bis zum Formende, ein gleichbleibendes Verhältnis zwischen Kunststoffmasse des Kunststoffüberzugs und Kunststoffmasse der Innenschicht aufweisende rohrförmige Struktur erreicht.

Um am Einspritzende die Kunststoffmassen gleichmäßig auf den Querschnitt des rohrförmigen Spritzgußteiles zu verteilen, weist die Vorrichtung vorzugsweise zum Einspritzen ein Einspritzhilfselement, wie eine konkave Düsenplatte und/oder einen Einspritzkonus auf, welche an dem Einspritzende für das rohrförmige Teil angeordnet sind.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung zur Herstellung des rohrförmigen Spritzgußteils derart temperierbar, daß zunächst teilweise das Material des Kunststoffüberzugs die Innenwände der Außenform bedeckt und eine dünne Kunststoffhaut bilden kann, so daß sich eine schmelzflüssige Grenzschicht zwischen Kunststoffhaut und einer nachdrängenden Kunststoffmasse aus Material für den Kunststoffüberzug und aus faserverstärktem Kunststoff für die Innenschicht des rohrförmigen Teils bilden kann, wobei beide Kunststoffmassen aus einem gemeinsamen Spritzzylinder in die Form spritzbar sind. Dazu sind die Kunststoffmasse für den Kunststoffüberzug aus der zusätzlichen Plastiziereinheit und die Kunststoffmasse aus faserverstärktem Kunststoff für die Innenschicht aus der Hauptplastiziereinheit vor dem Einspritzen in die Spritzgußform in dem gemeinsamen Spritzzylinder derart angeordnet, daß die Spritzgußmasse für den Kunststoffüberzug stromabwärts der Kunststoffmasse für die Innenschicht in den Spritzzylinder angeordnet sind, so daß sie mit einem Spritzvorgang hintereinander in die rohrförmige Spritzgußform einströmen können.

Zur Temperierung des Formkerns weist diese Form mindestens zwei, vorzugsweise drei, unabhängig regelbare Heizzonen auf. Mit Hilfe dieser Heizzonen ist es möglich, einen Temperaturgradienten einzustellen, der vorteilhafterweise stromabwärts zunimmt, so daß ein vorzeitiges Unterschreiten der Erweichungstemperatur der Kunststoffmasse der Innenschicht zum Formkernende hin vermieden wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung weist auch die Außenform mindestens zwei, vorzugsweise drei, unabhängig regelbare Heizzonen auf, um auch hier einen geeigneten Temperaturgradienten in Strömungsrichtung einzustellen, der sicherstellt, daß eine gleichmäßige Schichtdicke des Kunststoffüberzugs in Strömungsrichtung, das heißt in axialer Richtung des rohrförmigen Spritzgußteils erreicht wird. Dazu werden die regelbaren Heizzonen derart eingestellt, daß ein Temperaturgradient zwischen Einspritzende und Formende in der Weise auftritt, daß die Temperatur stromabwärts ansteigt.

Der Formkern und/oder die Außenform werden in einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung regelbar mittels Wasser und/oder Olkreislauf mit Energie versorgt. Temperierte Wasserkreisläufe reichen aus, sofern die erforderlichen Heiztemperaturen für Formkern und/oder Außenform 100° Celsius nicht wesentlich überschreiten. Für höhere Temperaturen wird vorzugsweise ein Olkreislauf eingesetzt. Derartige Heizkreisläufe sind in ihrer Gestaltung aufwendig, insbesondere, wenn rohrförmige Spritzgußteile mit geringem Rohrdurchmesser zu realisieren sind. Deshalb weist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung die Kernform und/oder die Außenform Heizpatronen zur Beheizung auf. Dabei sind die Heizpatronen für die Außenform rohrförmig ausgebildet. Derartige Heizpatronen haben den Vorteil, daß sie elektrisch beheizbar sind und somit keine Abdichtprobleme auftreten wie bei Wasser- oder Ölkreisläufen. Mit Hilfe entsprechender PID-Regler kann mit derartigen Heizpatronen jedes gewünschte Temperaturprofil axial für ein rohrförmiges Spritzgußteil eingestellt werden. Mit Hilfe der Temperierung der Kernform und/oder der Außenform in einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung läßt sich nicht nur eine gleichmäßige Verteilung der beiden Kunststoffmassenkomponenten entlang der axialen Erstreckung eines rohrförmigen Spritzgußteiles erreichen, sondern es kann dieses Verhältnis an die unterschiedlichen Festigkeitsanforderung entlang der axialen Erstreckung angepaßt werden, das heißt, es kann vorzugsweise in den angespritzten Verbindungsansätzen an den Enden des rohrförmigen Spritzgußteils ein wesentlich höherer Anteil der Kunststoffmasse der Innenschicht realisiert werden, als auf der Längserstreckung des rohrförmigen Spritzgußteils.

Um die beiden Kunststoffmassen aus der zusätzlichen Plastiziereinheit und der Hauptplastiziereinheit in einem gemeinsamen Spritzzylinder hintereinander anzuordnen, weist eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung ein beheiztes Dreiwegeventil auf. Dieses beheizte Dreiwegeventil verbindet in einer ersten Stellung die zusätzliche Plastiziereinheit mit dem gemeinsamen Spritzzylinder und ermöglicht somit ein Auffüllen des Spritzzylinders, der zunächst vollständig mit der Kunststoffmasse der Innenschicht ausgefüllt ist, mit Kunststoffmasse des Kunststoffüberzugs in dem stromabwärtigen Bereich des gemeinsamen Spritzgußzylinders. In einer zweiten Stellung des beheizten Dreiwegeventils wird dann der Spritzzylinder, der über die erste Stellung des beheizten Dreiwegeventils hintereinander mit beiden Kunststoffmassen beladen ist, mit der Spritzdüse verbunden, so daß die Vorrichtung ein gemeinsames Einspritzen der beiden Kunststoffmassen in die Spritzgußform ermöglicht.

Zur Herstellung eines rohrförmigen Spritzgußteiles werden vorzugsweise folgende Verfahrensschritte nacheinander durchgeführt: a) Auffüllen einer Zusatzplastiziereinheit mit Kunststoffgranulat für den Kunststoffüberzug und Aufheizen des Kunststoffmaterials für den Kunststoffüberzug,

b) Auffüllen einer Hauptplastiziereinheit mit Fasern und Kunststoff und/oder mit faserverstärktem Kunststoff und Aufheizen des Materials für die Innenschicht,

c) Temperieren des Formkerns und der Außenform zur Aufnahme des Kunststoffs

d) Einspritzen des Kunststoffs für den Kunststoffüberzug in die temperierte Form,

e) einschließend Einspritzen der Kunststoffmasse aus faserverstärktem

Kunststoff für die Innenschicht in die temperierte Form,

f) Abkühlen der Form und Herausnehmen des fertigen rohrförmigen Spritzgußteils.

Dabei kann das Temperieren des Formkerns und der Außenform durchaus vor den Schritten a) und b) einsetzen, wenn die zeitliche Abstimmung dies erforderlich macht. Ein Einspritzen des Kunststoffs sowohl für den Kunstüberzug als auch für die Innenschicht kann erst erfolgen, wenn einerseits die Kunststoffmassen geeignet vorbereitet, das heißt, plastiziert wurden und andererseits die Temperierung sowohl des Formkerns als auch der Außenform abgeschlossen sind. Die Abstimmung der Temperaturen und des Termperaturgradienten beim Temperieren des Formkerns und/oder der Außenform hängt im wesentlichen davon ab, welche Dicke der Kunststoffüberzug erreichen soll und davon, ob ein Kunststoffüberzug auch im Inneren des rohrförmigen Spritzgußteils erreicht werden soll. Bei einer Dreischichtstruktur, das heißt, einem äußeren Kunststoffüberzug und einem inneren Kunststoffüberzug mit dazwischen liegender Innenschicht kann das Dickenverhältnis mit Hilfe der Temperaturabstimmung zwischen Formkern und Außenform eingestellt werden. in dem beispielsweise der Formkern auf einem höheren Temperaturnivau gehalten wird als die Außenform, so daß der innere Kunststoffüberzug äußerst dünn gegenüber dem äußeren Kusntstoffüberzug ausfällt. Dieses Beheizen des Formkerns kann soweit gegenüber der Außenform erhöht werden, daß praktisch kein Kunststoffüberzug im Inneren des rohrförmigen Spritzgußteils entstehen kann. In einem derartigen Fall wird vorteilhafterweise eine Zweischichtstruktur für das rohrförmige Spritzgußteil erreicht.

Da insbesondere für Staubsaugerrohre lediglich die Außenhaut oder der äußere Kunststoffüberzug als verkaufsfördernde Schicht erforderlich ist, kann somit der Anteil der hochwertigen und somit teuren Kunststoffmasse für den Kunststoffüberzug minimiert werden. In einem bevorzugten Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird das Einbringen des Kunststoffs aus der Zusatzplastiziereinheit und der Hauptplastiziereinheit in einen gemeinsamen Spritzzylinder derart durchgeführt, daß die Kunststoffmassen hintereinander in dem Spritzzylinder angeordnet werden und das Kunststoffmaterial aus der Zusatzplastiziereinheit den in Spritzrichtung vorderen Bereich des Spritzzylinders ausfüllt. Dieses kann vorzugsweise durch ein Dreiwegeventil in einer ersten Stellung des Dreiwegeventils erreicht werden, so daß das Auffüllen eines mit Material für die Innenschicht gefüllten gemeinsamen Spritzzylinders im vorderen Bereich des Spritzzylinders mit Kunststoff für den Kunststoffüberzug aus der Zusatzplastiziereinheit erfolgt und danach in einer zweiten Stellung des Dreiwegeventils das Spritzgießen beider Kunststoffmassen aus dem gemeinsamen Spritzzylinder in die temperierte Form in einem einzigen Spritzvorgang durchgeführt wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines rohrförmigen Spritzgußteils mit angeformten Verbindungselementen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Muffenansatzes eines rohrförmigen Spritzgußteiles der Fig. 1

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines rohrförmigen Spritzgußteils mit abgewinkelter Muffe und angeformtem Schaltgehäuse.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Spritzgußteils der Fig. 3 mit angeformter Aufnahme für ein Zuleitungskabel.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Teleskopmechanik mit verstellbarem Innenrohr und abgebogenem Außenrohr, sowie angegossenem Haltegriff.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines rohrförmigen Spritzgußteils 1 mit angeformten Verbindungselementen 2 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Spritzgußteil 1 weist eine faserverstärkte Innenschicht 3 und einen äußeren, im wesentlichen durchgehenden Kunststoffüberzug 4 mit glatter Oberfläche auf. Der Kunststoffüberzug (4) ist mit der faserverstärkten Innenschicht 3 verschmolzen, so daß ein Abplatzen oder Ablösen des Kunststoffüberzugs nicht zu erwarten ist. Die angeformten Verbindungselemente 2 sind in dieser Ausführungsform ein Muffenansatz 7 und ein Steckansatz 8, so daß aus diesem rohrförmigen Spritzgußteil beliebig lange Rohrstücke zusammengesteckt werden können. Anstelle einer Muffensteckverbindung lassen sich auch Ansätze für eine Bajonettverbindung ohne weiters in dieser zweischichtigen Form herstellen.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Muffenansatzes 7 eines rohrförmigen Spritzgußteils 1 der Fig. 1 jedoch mit dem Unterschied, daß hier eine Dreischichtstruktur des rohrförmigen Spritzgußteils 1 realisiert wurde. Diese Dreischichtstruktur besteht aus einem äußeren Kunststoffüberzug 4, einer faserverstärkten Innenschicht 3 und einem inneren Kunststoffüberzug 15. Ein derartiger innerer Kunststoffüberzug 15 kann gleichzeitig mit dem Herstellen des rohrförmigen Spritzgußteiles dadurch erreicht werden, daß der Formkern derart schwach temperiert wird, daß beim Einspritzen der Kunststoffmassen für den Kunststoffüberzug 4 und die faserverstärkte Innenschicht 3 auch ein dünner innerer Kunststoffüberzug 15 entsteht, in dem an allen Innenwänden der Form der Erweichungspunkt für die Kunststoffmasse des Kunststoffüberzugs 15 früher unterschritten wird als für die Kunststoffmasse der faserverstärkten Innenschicht 3. In Figur 2 wird außerdem gezeigt, daß der Muffenansatz 7 beliebig gegenüber im rohrförmigen Abschnitt 16 stärker ausgebildet sein kann, um erhöhte Kräfte, die auf die Muffen-Steckverbindung einwirken durch Versteifung der Muffe 7 aufzunehmen, ohne daß die Muffe 7 reißt oder bricht.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines rohrförmigen

Spritzgußteils 1 mit abgewinkelter Muffe 7 und angeformtem Schaltgehäuse 18. Das rohrförmige Spritzgußteil 1 ist, wie in Fig. 2 gezeigt, dreischichtig aufgebaut aus einem äußeren Kunststoffüberzug 4, einem inneren Kunststoffüberzug 15 und einer dazwischen liegenden faserverstärkten Innenschicht 3. Das Schaltgehäuse 18 kann einen Taster 17 zum Ein- und Ausschalten, beispielsweise eines Staubsaugermotors aufnehmen. In dem Schaltgehäuse 18 kann dazu ein Sender zur Verbindung mit dem Staubsaugermotor untergebracht sein, der mit einem Empfänger im Staubsaugermotorgehäuse zusammenwirkt. In dem Schaltgehäuse 18 können aber auch Zuleitungen enden, die in das rohrförmige Spritzgußteil mit eingegossen wurden, um Schaltsignale des Tasters 17 über die eingegossenen Verbindungsleitungen an ein Motorgehäuse weiterzugeben. Eine derartige Ausführungsform ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das rohrförmige Teil mit einer aktiven Staubsaugerdüse, die eine rotierende motorbetriebene Bürste enthält, zusammenwirkt.

Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Spritzgußteils 1 der Fig. 3 mit angeformter Aufnahme 19 für ein Zuleitungskabel. Auch in dieser

Ausführungsform wird ein dreischichtiger Aufbau des Spritzgußteils 1 eingesetzt. der aus einem äußeren Kunststoffüberzug 4 einer faserverstärkten Innenschicht 3 und einem inneren Kunststoffüberzug 15 besteht. Die angeformte Aufnahme 19 kann in einem Spritzvorgang mit dem Spritzgußteil 1 hergestellt werden. Bei dieser Ausführungsform weist das Spritzgußteil zusätzlich ein

Verbindungselement 20 mit schwalbenschwanzförmigem Ansatz auf, bei dem beispielsweise ein Griff eingeführt werden kann. Eine derartige

Schwalbenschwanzführung kann entsprechende Verriegelungselemente aufweisen, um einen abnehmbaren Handgriff in einer sicheren Position zu verriegeln.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Teleskopmechanik 10 mit verstellbarem Innenrohr 1 1 und abgebogenem Außenrohr 12, sowie angegossenem Handgriff 6. Das Innenrohr 11 weist in dieser Ausführungsform Aussparungen 13 an seiner äußeren Oberfläche auf, die mit einer Kugelmechanik, die in dem angegossenen Verbindungselement 2 untergebracht ist, zusammenwirkt. In dem Verbindungselement 2 kann ein Druckknopf 21 untergebracht werden, der eine Federvorspannung für das Kugelelement, das in die Aussparung 13 eingreift, teilweise herabsetzt, so daß das Innenrohr 1 1 leichtgängig und verschieblich im Außenrohr positioniert werden kann. Mit dieser Teleskopmechanik 10 ist es möglich, die ergonomisch günstigste Position für den Benutzer einzustellen. In dieser Ausführungsform ist, im Gegensatz zur Figur 4, ein Handgriff 6 angegossen, der gleichzeitig mit der Herstellung des Außenrohres 12 beim Spritzgießen entsteht. Ein Steckansatz 8 ist gegenüber der Außenrohrachse abgebogen, um beispielsweise einen Staubsaugerschlauch anzuschließen.

Claims

Ansprüche

1. Rolirförmiges Spritzgußteil (1) aus Kunststoff mit einstückig angeformten Verbindungselementen (2) für Reinigungsgeräte,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Spritzgußteil (1) eine faserverstärkte Innenschicht (3) und einen äußeren, im wesentlichen durchgehenden Kunststoffüberzug (4) mit glatter Oberfläche aufweist, der durch Spritzen in eine gemeinsame Form mit der

Innenschicht (3) verschmolzen ist.

2. Spritzgußteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Teile (5) innen und außen einen Kunststoffüberzug (4) aufweisen und radial dazwischen liegend eine Innenschicht (3) umfassen.

3. Spritzgußteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die faserverstärkte Innenschicht (3) und der Kunststoffüberzug (4) mit einem einzigen Spritzgußvorgang hergestellt sind.

4. Spritzgußteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (5) überwiegend Material der Innenschicht (3) aufweist.

. Spritzgußteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Spritzgußteil (1) einen Griff (6) aufweist.

Spritzgußteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (5) im Bereich des Griffes (6) abgebogen ist und einen Steckansatz (8) für einen Staubsaugerschlauch aufweist.

7. Spritzgußteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgußteil (1) einen Muffenansatz (7) an einem Ende und einen Steckansatz (8) an dem anderen Ende des Spritzgußteils (1) aufweist.

8. Spritzgußteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgußteil (1) einen Ansatz für eine

Bajonettverbindung aufweist.

9. Spritzgußteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgußteil Verbindungselemente (2) für eine Teleskopmechanik (10) aufweist.

10. Spritzgußteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopmechanik ein Innenrohr (11) mit Aussparung (13) aufweist, in die eine vorgespannte Kugel eingreift, die an einem Außenrohr (12) der Teleskopmechanik (10) angebracht ist.

1. Spritzgußteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffüberzug (4) aus Akrylbutadienpolystyrol, Polyamid oder Polypropylen ist.

12. Vorrichtung zur Herstellung des rohrförmigen Spritzgußteils nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Spritzgußform aufweist, die einen beheizten Formkern und eine beheizte Außenform aufweist und eine zusätzliche Plastiziereinheit neben einer Hauptplastiziereinheit umfaßt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Einspritzen ein Einspritzhilfselement, vorzugsweise eine konkave Düsenplatte und/oder einen Einspritzkonus aufweist, die an dem Einspritzende (14) für das rohrförmige Teil (5) angeordnet sind und das Spritzgußmaterial für den Kunststoffüberzug (4) und die Innenschicht (3) auf einen ringförmigen Querschnitt verteilen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzgußform derart temperierbar ist, daß zunächst teilweise das Material des Kunststoffüberzugs (4) die Innenwände der Außenform bedecken und eine dünne Kunststoffhaut bilden kann, so daß sich eine schmelzflüssige Grenzschicht zwischen Kunststoffhaut und einer nachdrängenden Kunststoffmasse aus Material für den Kunststoffüberzug und aus faserverstärktem Kunststoff für die Innenschicht (3) des rohrförmigen Teils (5) bilden kann, wobei beide Kunststoffmassen aus einem gemeinsamen Spritzzylinder in die Form spritzbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkern der Form mindestens zwei, vorzugweise drei, unabhängig regelbare Heizzonen aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenform mindestens 2, vorzugsweise 3, unabhängig regelbare Heizzonen aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mindestens einen Wasser- und/oder

Olkreislauf aufweist, um Heizzonen des Formkerns und/oder der Außenform regelbar mit Energie zu versorgen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Beheizung der Kernform und/oder der Außenform Heizpatronen aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizpatronen für die Außenform rohrförmig sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizpatronen elektrische Heizpatronen sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzvorrichtung ein beheiztes Dreiwegeventil zur Verbindung der zusätzlichen Plastiziereinheit mit einem Spritzzylinder in einer ersten Stellung und zur Verbindung des Spritzzylinders mit einer Spritzdüse der Form in einer zweiten Stellung aufweist.

22. Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Spritzgußteils gemäß den Ansprüchen 1 bis 11, das durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

a) Auffüllen einer Zusatzplastiziereinheit mit Kunststoffgranulat für den Kunststoffüberzug (4) und Aufheizen des Kunststoffmaterials für den Kunststoffüberzug (4),

b) Auffüllen einer Hauptplastiziereinheit mit Fasern und Kunststoff und/oder mit faserverstärktem Kunststoff und Aufheizen des Materials für die Innenschicht (3),

c) Temperieren des Formkerns und/oder der Außenform zur Aufnahme des Kunststoffs,

d) zunächst Einspritzen des Kunststoffs für den Kunststoffüberzug (4) in die temperierte Form,

e) anschließend Einspritzen der Kunststoffmasse aus faserverstärktem Kunststoff für die Innenschicht (3) in die temperierte Form,

f) Abkühlen der Form und Herausnehmen des fertigen, rohrförmigen

Spritzgußteils.

3. Verfahren nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt:

Einbringen des Kunststoffs aus der Zusatzplastiziereinheit und der Hauptplastiziereinheit in einen gemeinsamen Spritzzylinder, wobei die Kunststoffmassen hintereinander in dem Spritzzylinder angeordnet werden und das Kunststoffmaterial aus der Zusatzplastiziereinheit den in Spritzrichtung vorderen Bereich des Spritzzylinders ausfüllt.

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Dreiwegeventil in einer ersten Stellung des Dreiwegeventils das

Auffüllen eines mit Material für die Innenschicht (3) gefüllten, gemeinsamen Spritzzylinders im vorderen Bereich des Spritzzylinders mit Kunststoff für den Kunststoffüberzug (4) aus der Zusatzplastiziereinheit erfolgt und danach in einer zweiten Stellung des Dreiwegeventils das Spritzgießen beider Kunststoffmassen aus dem gemeinsamen

Spritzzylinder in die temperierte Form in einem einzigen Spritzvorgang durchgeführt wird.