DE19536759C2 - Verfahren zur Herstellung eines Rohrs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs aus einem flexiblen, einen Faltenbalg oder sonstigen hinterschnittenen Abschnitt aufweisenden Werkstoffteil, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff, und mindestens einem rohrförmigen Hartwerkstoff-Anschlußstück im Spritzgießverfahren unter Verwendung entsprechender Formkerne und ein Spritzwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens.

Derartige Rohre werden beispielsweise im Automobilbau als Verbindungsschläuche verwendet. Das Hartwerkstoff-Anschlußstück läßt sich dabei dauerhafter als der flexible Werkstoff an Gehäusen, Rohren, Blechen oder dgl. befestigen. Im folgenden wird der flexible, einen Faltenbalg oder sonstigen hinterschnittenen Abschnitt aufweisende Werkstoffteil kurz auch als Weichteil bezeichnet, während das rohrförmige Hartwerkstoff-Anschlußstück auch kurz als Hartteil bezeichnet wird.

Die Herstellung solcher Rohre erfolgte bisher so, daß in getrennten Spritzwerkzeugen unter Verwendung entsprechender Kerne das den Faltenbalg aufweisende Weichteil und das Hartteil aus thermoplastischem Kunststoff getrennt gespritzt wurden. Anschließend wurden diese Teile miteinander verklebt, verschweißt oder montiert (geknöpft).

Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß zwei Spritzwerkzeuge benötigt werden, daß das eine Teil wieder eingelegt, also zum anderen Teil dazugelegt werden muß, und daß die Klebung, Schweißung oder Montage keine dauerhafte Verbindung ergeben.

Es sind an sich Verfahren und Werkzeuge zum Spritzgießen von Gegenständen aus verschiedenartigem Kunststoff bekannt, die aus mehreren Teilen in mehreren Schritten und mehreren Formen eines Spritzwerkzeugs hergestellt werden. So wird beispielsweise bei der EP 0147571 A2 in einem ersten feststehenden Formnest das jeweils erste Teil gefertigt, nach Öffnen des Werkzeugs durch eine auf einem Drehtisch verfahrbare Halterung in das nächste Formnest verbracht und dort das jeweils folgende Teil gefertigt, hierauf nach erneutem Öffnen des Werkzeugs der Spritzling entnommen und durch die verfahrbare Halterung in das nächste Formnest verbracht und so fort bis zum letzten Formnest, aus dem der fertige Gegenstand ausgestoßen wird. Eine der Anzahl der Formnester entsprechende Anzahl von Spritzlingen können gleichzeitig gefertigt werden. Dieses Verfahren eignet sich für die Fertigung von Gegenständen, beispielsweise Spielzeugfiguren, die aus mehreren gegeneinander beweglichen Teilen bestehen. Dieses Verfahren berücksichtigt jedoch nicht Gegenstände, die unter Verwendung von Kernen hergestellt werden müssen. Ferner ist bereits bei Gegenständen aus zwei Teilen der Zeitaufwand für das Verbringen des Spritzlings zwischen zwei Formnestern verhältnismäßig hoch, weil das Werkzeug geöffnet, der Spritzling von der Halterung aus dem Formnest herausgehoben, mit der Halterung verfahren und wieder in das nächste Formnest abgesenkt und schließlich das Werkzeug wieder geschlossen werden muß.

Durch die DE 30 39 796 A1 sind ferner ein Verfahren und ein Werkzeug zum Herstellen von Kunststoff-Formkörpern bekannt, bei dem zunächst ein Formkörperteil aus formharten Kunststoff gespritzt wird, danach das Volumen des Forminnenraums vergrößert wird und anschließend in einen freien Teil des Forminnenraums ein formelastischer Kunststoff gespritzt wird, ohne das Werkzeug öffnen zu müssen. Ein derartiges Verfahren eignet sich für die Herstellung von rohrförmigen Spritzlingen, bei denen die beiden Formkörperteile unterschiedlicher Materialqualitäten ineinandergreifen. Das Verfahren eignet sich jedoch für solche Produkte nicht, wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das die angeführten Nachteile vermeidet und zeitsparender und damit kostengünstiger ist.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Das Rohr kann in praktisch einem Arbeitsgang schnell gefertigt werden, und zwar ohne Öffnen der Form.

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

Eine weitere Ausbildung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die erste Form auf einem Drehteller umgedreht wird und daß ein weiteres Hartwerkstoff-Anschlußstück in der ersten Form unter Mithilfe einer dritten Form des Spritzwerkzeugs an das andere, freie Ende des flexiblen Werkstoffteils angespritzt wird. Dadurch können beide Enden des den Faltenbalg aufweisenden Weichteils schnell mit harten Anschlußstücken versehen werden.

Wenn zwei solcher Werkzeuge an einem Drehteller vorgesehen sind, dann können nach einer weiteren Ausbildung des Verfahrens die Spritzvorgänge des jeweils weiteren Anschlußstücks und des jeweils ersten Anschlußstücks des nächstfolgenden Rohrs gleichzeitig erfolgen, so daß sich die Fertigungszeiten noch mehr verkürzen lassen.

Gemäß einer weiteren Ausbildung des Verfahrens werden beim Spritzen mindestens eines der beiden Anschlußstücke eines Rohrs am Außenumfang des Anschlußstückes konzentrisch verteilte Nocken angespritzt, die ein Einklipsen in eine Öffnung eines plattenförmigen Materials ermöglichen. Dadurch können solche Rohre in einfacher Weise an Gehäusen, Rohren, Blechen oder dgl. befestigt werden.

Die Erfindung schlägt auch ein Spritzwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung vor. Eine zweckmäßige Ausbildung des Werkzeugs ist dadurch gekennzeichnet, daß es eine axial verschiebbare erste Form für das Spritzen des ersten Hartwerkstoff-Anschlußstücks umfaßt, die an der Verbindungsstelle dieses Anschlußstücks mit dem flexiblen Werkstoffteil eine radial verschiebbare, geteilte Schieberplatte aufweist, daß eine nicht verschiebbare zweite Form an die Schieberplatte für das Spritzen des flexiblen Werkstoffteils anschließt und daß Betätigungsmittel zur Verschiebung der Schieberplattenhälften und zum Vorschieben der ersten Form zur zweiten Form und Zurückschieben der ersten Form von der zweiten Form vorgesehen sind. Diese Mittel werden vorzugsweise hydraulisch betätigt.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des Werkzeugs gemäß der Erfindung sieht vor, daß es eine dritte Form zum Spritzen des zweiten Hartwerkstoff-An­ schlußstücks umfaßt, die das freie Ende des flexiblen Werkstoffteils auf einem als Dorn ausgebildeten Kern für das zweite Hartwerkstoff-Anschlußstück festhält.

Die Erfindung wird nun anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch zwei Werkzeugteile und einen Teil der Spritzvorrichtung zum Spritzen eines Faltenbalgs aus flexiblem Kunststoff und eines mit diesem fest verbundenen rohrförmigen Anschlußstücks aus hartem Kunststoff und

Fig. 2 einen Schnitt durch das erste Werkzeugteil, ein drittes Werkzeugteil und den ersten Werkzeugteil eines zweiten Spritzwerkzeugs zur Darstellung des Spritzens eines zweiten Hartkunststoff-Anschlußteils an das freie Ende des Faltenbalgs.

In Fig. 1 sind ein erstes Werkzeugteil 20, ein zweites Werkzeugteil 40 und ein Teil 50 der Spritzvorrichtung gezeigt. Die Werkzeugelemente des Werkzeugteils 20 weisen rechts der Mittellinie teilweise eine andere Arbeitsposition als die Werkzeugelemente links der Mittellinie auf. Die Formen der Werkzeugteile 20, 40 sind geteilt.

Das Werkzeugteil 20 besteht aus einem Basisteil 21, in dem ein Schieber 22 für die Begrenzung der Außenfasson eines Hartkunststoff-Anschlußstücks 23 beweglich angeordnet ist. Der Schieber 22 ist - zeichnungsgemäß gesehen - vertikal bewegbar. Die vertikale Bewegung dieses Schiebers wird mittels Keilen (Bezeichnung "Keil") vorgenommen, die in nicht dargestellter Weise hydraulisch betätigt werden. Zwei Auswerferplatten 26, 27 werden dabei mit Schleppbolzen 24, 24′ mitgeschleppt. Die untere Begrenzung des Anschlußstücks 23 wird durch einen Hülsenauswerfer 25 bestimmt, der zwischen den zwei Auswerferplatten 26, 27 eingeklemmt ist, welche durch die Schleppbolzen 24, 24′ mitgeschleppt werden. Die obere Begrenzung des Anschlußstücks 23 wird durch zwei Schieberplatten 28, 28′ vorgenommen, die mittels nicht dargestellter Vorrichtungen auf einem Basisteil des zweiten Werkzeugteils 40 horizontal verschiebbar gelagert sind. Ferner ist ein runder Kern 29 am Basisteil 21 befestigt, der die Innenfasson des Anschlußstücks 23 festlegt. Schließlich ist noch an der Auswerferplatte 27 eine Hebelvorrichtung 30 angeordnet, die beim Auswerfen später näher beschriebene Nocken 31 entformt.

Das Werkzeugteil 40 umfaßt zwei die Außenfasson eines Weichkunststoff- Faltenbalgs 41 bestimmende Scheiber 42, 42′, die mittels Keilen (Bezeichnung "Keil") horizontal verschiebbar sind. Diese Keile werden wieder in nicht dargestellter Weise hydraulisch betätigt. Ferner ist im Werkzeugteil 50 ein Kern 43 in nicht dargestellter Weise befestigt, der die Innenfasson des Faltenbalgs 41 bestimmt.

Im Spritzvorrichtungsteil 50 sind zwei Düsen 51 für das Spritzen mit flexiblem Kunststoff angeordnet.

Das Spritzverfahren wird folgendermaßen ausgeführt:

• 1. Das Spritzwerkzeug steht offen (nicht dargestellt).
• 2. Die Schieber 42, 42′ für die Außenfasson des Faltenbalgs 41 stehen offen. Der Hülsenauswerfer 25 für die untere Begrenzung des Hartkunststoff-Anschlußstücks 23 befinden sich in der Fig. 1 unten, wie in der linken Hälfte dieser Figur zu sehen ist. Der Schieber 22 für die Außenfasson des Anschlußstücks 23 befindet sich unten (linke Hälfte der Fig. 1). Die Schieberplatten 28, 28′ sind bis zum Kern 29 eingefahren.
• 3. Das Werkzeug fährt zu.
• 4. Die Schieber 42, 42′ für die Außenfasson des Faltenbalgs 41 fahren in die Spritzposition ein.
• 5. Das Hartkunststoff-Anschlußstück 23 wird (wie später in Fig. 2 gezeigt wird) auf der Auswerferseite und auf der Düsenseite gespritzt.
• 6. Die Schieberplatten 28, 28′ für die obere Abgrenzung des Anschlußstücks 23 fahren zurück (rechte Hälfte in Fig. 1).
• 7. Der Hülsenauswerfer 25, der Schieber 22 und das Anschlußstück 23 fahren nach oben in die zum Spritzen des Weichkunststoff-Faltenbalgs 41 geeignete Position vor.
• 8. Der Faltenbalg 41 wird aus Weichkunststoff mittels der Düsen 51 gespritzt, wobei sich Anschlußstück 23 und Faltenbalg 41 innig verbinden.
• 9. Die Schieber 42, 42′ für die Außenfasson des Faltenbalgs 41 fahren langsam auf, wobei in nicht dargestellter Weise Druckluft zwischen Faltenbalg 41 und Kern 43 geblasen wird.
• 10. Das Spritzwerkzeug fährt auf, d. h. wird geöffnet, und der Kern 43 wird mit Druckluft und Zug durch die Auffahrbewegung entformt.
• 11. Das Rohrteil 23, 41 wird nach Betätigung der Hebelvorrichtung 30 durch Betätigen der Auswerferplatten 26, 27 nach unten ausgeworfen und kann als Fertigteil verwendet werden.
• 12. Das Spritzwerkzeug steht offen.

Falls nun noch ein zweites Hartkunststoff-Anschlußstück an das andere, freie Ende des Faltenbalgs 41 anzubringen ist, wird ein drittes Werkzeugteil 60 benötigt, das in Fig. 2 dargestellt ist.

Das Werkzeugteil 60 umfaßt zwei Schieber 61, 61′, die wieder mittels Keilen horizontal verschiebbar sind. In der dargestellten Position klemmen Nasen 62, 62′ dieser Schieber das freie Ende des Faltenbalgs 41 auf einem dornförmigen Kern 29′ fest. Im übrigen ist das Werkzeugteil 20 ähnlich wie in Fig. 1 aufgebaut.

Ferner ist ein weiteres erstes Werkzeugteil 20′ eines weiteren Spritzwerkzeugs dargestellt, in dem das erste Hartkunststoff-Anschlußstück eines weiteren Rohrs gleichzeitig mit dem zweiten Anschlußstücks des beschriebenen Rohrs gespritzt werden kann.

Für den weiteren Verfahrensablauf nach Fig. 2 kommen folgende Verfahrensschritte dazu:

• 13. Das in Fig. 1 gezeigte Werkzeugteil 20 wird auf einem nicht dargestellten Drehteller um 180° gedreht.
• 14. Der Faltenbalg 41 wird im Werkzeugteil 60 aufgenommen.
• 15. Das zweite Hartkunststoff-Anschlußstück 34 wird mittels einer Düse 33 gespritzt, wobei der Schieber 22′ sich in der vorgefahrenen Position befindet.
• 16. Die Schieber 61, 61′ fahren auf.
• 17. Der Schieber 22′ fährt zurück. Dabei wird das Hartkunststoff-An­ schlußstück auf der Düsenseite entfernt.
• 18. Das Spritzwerkzeug fährt auf. Das Komplettrohr (Faltenbalg mit zwei Anschlußstücken) wird durch Betätigen der Auswerferplatten ausgeworfen (s. S. 6, Vorgang 11).

Wie in den Fig. 1 und 2 an den Stellen 31, 32 angedeutet ist, kann ein Ende der Hebelvorrichtung 30 derart ausgebildet sein, daß konzentrisch am Außenumfang der Anschlußstücke verteilte Nocken beim Spritzen entstehen. Diese Nocken dienen zum Einklipsen des Rohrs in Öffnungen von plattenförmigen Teilen,so daß das Rohr auf einfache Weise an diesen Teilen befestigt werden kann.

Der Faltenbalg kann zusätzlich an einem oder beiden Enden rohrförmige Weichkunststoffabschnitte aufweisen, die dann mit den Hartkunststoff-An­ schlußstücken zu verbinden sind.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung eines Rohrs aus einem flexiblen, einen Faltenbalg oder sonstigen hinterschnittenen Abschnitt aufweisenden Werkstoffteil, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff, und mindestens einem rohrförmigen Hartwerkstoff-Anschlußstück im Spritzgießverfahren unter Verwendung entsprechender Formkerne, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibles Werkstoffteil und Hartwerkstoff-Anschlußstück in einem einzigen Spritzwerkzeug in folgenden Schritten hergestellt werden:

• a) Spritzen des Hartwerkstoff-Anschlußstücks (23) in einer ersten Form (20) des Spritzwerkzeugs, die an der Verbindungsstelle des Anschlußstücks eine bewegbare Schieberplatte (28, 28′) aufweist,
• b) Entfernen der Schieberplatte (28, 28′) und Vorschieben der ersten Form (22, 25) mit dem Anschlußstück (23) mindestens um die Schieberplattenstärke zu einer zweiten Form (40) des Spritzwerkzeugs,
• c) Anspritzen des den Faltenbalg aufweisenden, flexiblen Werkstoffteils (41) an das Anschußstück (23) in der zweiten Form (40) und
• d) Entfernen des Kerns (43) aus dem den Faltenbalg aufweisenden, flexiblen Werkstoffteils (41) unter Zuführung von Druckluft zwischen Kern und flexiblem Werkstoffteil und Herausbringen des Rohrs.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Form (20) auf einem Drehteller umgedreht wird und daß ein weiteres Hartwerkstoff-Anschlußstück (34) in der ersten Form (20) unter mit Hilfe einer dritten Form (60) des Spritzwerkzeugs an das andere Ende des flexiblen Werkstoffteils (41) angespritzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzvorgänge des jeweils weiteren Anschlußstücks und des jeweils ersten Anschlußstücks des nächstfolgenden Rohrs gleichzeitig erfolgen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Spritzen mindestens eines der beiden Anschlußstücke eines Rohrs am Außenumfang des Anschlußstücks konzentrisch verteilte Nocken (31, 32) angespritzt werden, die ein Einklipsen in eine Öffnung eines plattenförmigen Materials ermöglichen.

5. Spritzwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine axial verschiebbare erste Form (22, 25) für das Spritzen des ersten Hartwerkstoff-Anschlußstücks (23) umfaßt, die an der Verbindungsstelle dieses Anschlußstücks mit dem flexiblen Werkstoffteil eine radial verschiebbare, geteilte Schieberplatte (28, 28′) aufweist, daß eine nicht verschiebbare zweite Form (40) an diese Schieberplatte für das Spritzen des flexiblen Werkstoffteils anschließt und daß Betätigungsmittel zur Verschiebung der Schieberplatten (28, 28′) und zum Vorschieben der ersten Form (22, 25) zur zweiten Form (40) und Zurückschieben der ersten Form von der zweiten Form vorgesehen sind.

6. Spritzwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es eine dritte Form (60) zum Spritzen des zweiten Hartwerkstoff-An­ schlußstücks (34) umfaßt, die das freie Ende des flexiblen Werkstoffteils auf einem als Dorn ausgebildeten Kern (29′) für das zweite Hartwerkstoffanschlußstück (34) festhält.