DE3721577A1 - Kunststoffmuffe mit metalleinsatz und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kunststoffmuffe mit Metalleinsatz, der an ihrem einen Ende eingeführt und mit ihr fest verbunden ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbundkörpers.

Es ist bekannt, Kunststoffmuffen mit inneren Metalleinsätzen zu versehen, die dazu bestimmt sind, die Festigkeit der Kunststoffmuffen zu erhöhen und ein mögliches Zerbrechen der Kunststoffmuffen zu vermeiden, wenn diese hohen Drücken oder Spannungen ausgesetzt sind. Darüberhinaus gestatten diese Metalleinsätze auch noch eine Verbesse­ rung des Verschleißwiderstandes der Einschraubgewinde gegenüber dem herkömmlichen Fall reiner Kunststoffmuffen.

Üblicherweise werden solche Metalleinsätze direkt während des Spritz­ gießvorganges mit den Muffen verbunden. Aufgrund der Tatsache, daß Metall und Kunststoff Materialien mit vollständig unterschiedlichem molekularem Aufbau sind, kommt es allerdings nur selten zu einer wirklich kontinuierlichen Verbindung zwischen den beiden Teilen: es treten vielmehr häufig Diskontinuitäten im Verbundkörper auf, die zu Leckbildung führen und beim Einsatz solcher Muffen zu einem uner­ wünschten Austreten von durch die Muffen hindurchgeleiteten Flüssig­ keiten o.ä. führen können. Dies ist auch der Grund, weshalb eine Vielzahl derart hergestellter Muffen als Ausschuß ausgeschieden werden müssen, da sie die zu fordernde Dichtigkeit nicht aufweisen, was einen merklichen Material- und Arbeitsverlust nach sich zieht und die Endkosten der Teile stark und ungünstig beeinflußt.

Hier soll nun die Erfindung Abhilfe schaffen und einen Verbundkörper der eingangs genannten Art so verbessern, daß er bei einfacher Herstellbarkeit die erforderliche Dichtungswirkung funktionssicher aufweist und dennoch von relativ einfachem Aufbau ist, sowie ferner ein zur Herstellung solcher Muffen besonders geeignetes Verfahren vor­ schlagen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Kunststoffmuffe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Metalleinsatz als im wesentlichen zylindrisches rohrförmiges Teil mit Innengewinde ausge­ bildet ist, das an einem Ende einen mit einer Riffelung versehenen Außen­ flansch aufweist, an den sich ein Zwischenabschnitt anschließt, auf dem außen eine zahnartige Riffelung oder zahnartige Zacken o.ä. vorgesehen sind, wobei sich an den Zwischenabschnitt axial als Abschluß des Metall­ einsatzes eine umlaufende Nut zum Tragen eines elastischen Dichtringes anschließt, der zwischen der Innenfläche der Aufnahmeöffnung der Kunst­ stoffmuffe und der Umlaufnut bzw. dem eingebauten Metalleinsatz dichtend verformt bzw. verquetscht ist. Vorzugsweise werden dabei die Riffelung bzw. die Zacken o.ä. sägezahnförmig ausgebildet, wodurch bei dem in die Kunststoffmuffe eingeführten Metalleinsatz ein besonders fester Sitz dortselbst erreicht werden kann, indem die sägezahnförmigen Zacken zusammen mit dem sie umgebenden Kunststoffmaterial der Muffe eine sichere Verhakung ausbilden. Hierdurch wird eine entsprechend sichere, dauernde Beibehaltung der Verquetschungslage der Dichtung zwischen den beiden Quetschflächen (einerseits auf dem Metalleinsatz und andererseits auf der Kunststoffmuffen-Gegenfläche) und damit eine auf Dauer gut funktionsfähige Abdichtung geschaffen, die gerade durch die am Ende des Einsatzes aufgenommene, zwischen beiden Verbund­ teilen verquetschte Dichtung sowie die besonders gute Einbettung der Zacken bzw. Riffeln am Zwischenteil in den umgebenden Kunststoff besonders wirksam und betriebssicher ist. Bevorzugt wird die Endfläche des Metalleinsatzes bündig mit der Endfläche der Kunststoffmuffe abschließend ausgeführt, so daß hier keinerlei vorspringende oder einspringende Kanten entstehen können.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbund­ körpers, bestehend aus einer Kunststoffmuffe und einem mit einem Ende eingeführten, mit ihr fest verbundenen Metalleinsatz, ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Metalleinsatz in die Kunststoffmuffe erst nach deren Herstellung eingesetzt wird, wobei unter Druck und Wärmezufuhr die zahnförmigen Außenzacken des Metalleinsatzes in die Wandung der Aufnahmeöffnung der Kunststoffmuffe zur Herstellung der gewünschten Verbindung zwischen Metalleinsatz und Kunststoffmuffe eingebettet werden und gleichzeitig der Dichtring in dichtende, verquetschte Anlage mit der Innenseite der Aufnahmeöffnung der Kunststoffmuffe verpreßt wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird beim erfindungsgemäßen Verfahren bei der spritzgießtechnischen Herstellung der Kunststoffmuffe der Einsatz nicht bereits miteingegossen, sondern vielmehr das ihn aufnehmende Teil der Kunststoffmuffe zunächst getrennt hergestellt und dann erst der Einsatz unter Anwendung von Druck und von Wärme, die ganz besonders vorzugsweise durch den Metalleinsatz selbst zugeführt wird, in die Kunststoffmuffe eingebracht. Das Aufbringen von Wärme, das in jeder geeigneten Weise erfolgen kann, stellt dabei sicher, daß der Kunststoff in der Aufnahmeöffnung der Kunststoffmuffe für den Metall­ einsatz gerade in dem Bereich, in dem die zahnförmigen Riffeln bzw. sägezahnförmigen Zacken vorliegen, plastifiziert wird, dadurch ein voll­ ständiges und problemfreies Einbetten dieser Zähne in die plastische Kunststoffmasse erfolgen und dabei der Einsatz in die richtige Position relativ zur Kunststoffmuffe eingeschoben werden kann. Das Anwenden eines geeigneten Druckes stellt sicher, daß die Dichtung, die am Ende des einzuschiebenden Metallteiles in ihrer Aufnahmenut sitzt, in der gewünschten Weise gegen eine entsprechend ausgebildete Gegenfläche in der Aufnahmeöffnung verquetscht und dadurch der gewünschte Dichtungs­ effekt erreicht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sehr rasch ausgeführt werden, da die durch die aufgebrachte Wärme auszulösende Plastifizierung des Kunststoffs bei relativ geringen Temperaturen erfolgt und das Einschieben in Verbindung mit der Plastifizierung zu einem sehr raschen und schnellen, dennoch aber vollständigen Einbetten der Zacken in den plastifizierten Kunststoff führt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfacher als ein Verfahren, bei dem der Metalleinsatz vor jedem Gießvorgang in die Spritzgießform eingebracht werden muß, führt zu einer besseren und sichereren Verbindung zwischen den beiden Verbundteilen und läßt insgesamt eine raschere Herstellungsfrequenz zu, da die Möglichkeit geschaffen ist, den Vorgang für die Herstellung des Kunststoffteiles der Verbundmuffe unabhängig vom Einbringen des Einsatzes auszuführen, vielmehr können die Einsätze parallel zu einer solchen Herstellung der Kunststoffteile bei bereits vorher hergestellten Kunststoffmuffen eingebracht werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kunststoffmuffe sowie den Dichtungsring und den Metalleinsatz für diese vor dem Zusammenbau (jeweils im Querschnitt), sowie

Fig. 2 die zusammengebaute, fertige Kunststoffmuffe aus Fig. 1 (im Querschnitt).

In Fig. 1 ist im Querschnitt eine Kunststoffmuffe 1 gezeigt, die im Prinzip eine herkömmliche Form aufweist. Die Kunststoffmuffe 1 soll auf der in Fig. 1 gezeigten unteren Seite mit einem Metalleinsatz 2 versehen werden, der, wie Fig. 1 zeigt, im wesentlichen eine zylindrische Rohrform aufweist und mit einem Innengewinde 3 versehen ist. Er weist ferner an seinem einen Ende einen gerändelten bzw. geriffelten Außen­ flansch 4 auf, an den sich ein Zwischenabschnitt anschließt, der außen mit sägezahnförmigen Zacken (5) o.ä. versehen ist. An diesen schließt sich letztlich noch eine umlaufende Nut 6 an, in der ein elastischer Dichtungsring 7 angebracht werden kann.

Für den Zusammenbau der Kunststoffmuffe 1 mit dem Metalleinsatz 2 wird folgendes Verfahren angewendet:

Zunächst wird die Kunststoffmuffe 1 in bekannter Weise, etwa durch Spritzguß, hergestellt. Anschließend wird der Metalleinsatz 2 auf der Seite der Kunststoffmuffe 1, auf der er angeordnet werden soll, in die dort vorhandene Aufnahme unter gleichzeitiger Anwendung von Hitze und Druck eingeführt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die am mittleren Abschnitt des Metalleinsatzes 2 angebrachten säge­ zahnförmigen Zacken (5) auf der Innenseite der Muffe (1) vollständig in den Kunststoff eingebettet und mit der Muffe sicher und fest verbunden werden. Vor dem Einführen des Metalleinsatzes 2 wird der elastische Dichtring 7 in die Umlaufnut 6 eingesetzt, über die er radial etwas vorsteht, so daß er beim Einführen des Metalleinsatzes 2 in die Kunststoffmuffe 1 in dieser von den entsprechenden Gegenflächen auf der Innenseite der Kunststoffmuffe 1 radial nach innen verformt und kom­ primiert wird, wodurch schließlich eine sicher wirksame Abdichtung zwischen dem Metalleinsatz 2 und der ihn aufnehmenden Kunststoffmuffe 1 ausgebildet wird.

Fig. 2 zeigt die zusammengebaute Kunststoffmuffe im Querschnitt, wobei die in der Aufnahmenut 6 von der Gegenfläche der Aufnahmeöffnung der Kunststoffmuffe 1 verformte Dichtung 7 gut erkennbar ist.

Die Zuführung von Wärme beim Einführen des Metalleinsatzes kann in jeder geeigneten Weise erfolgen, wobei jedoch vorzugsweise der Metalleinsatz 2 vor dem Einführen entsprechend erwärmt wird, somit die Wärme durch den Metalleinsatz 2 selbst an die Aufnahmeöffnung der Kunststoffmuffe 1 weitergeleitet wird. Bei geeigneter Wahl der Erhitzung findet um die Sägezähne 5 des mittleren Abschnitts des Metalleinsatzes 2 herum eine örtliche Plastifizierung des dort vorhandenen Kunststoffes statt, wodurch der Kunststoff durch den Einführungsdruck plastisch zwischen die Sägezähne fließt. Nach Abklingen der Erwärmung erstarrt der Kunststoff wieder, wodurch ein sicherer und fester Sitz zwischen Metalleinsatz 2 und der Kunststoffmuffe 1 gegeben ist, der zusätzlich die bereits durch die elastisch verformte Dichtung 7 ausgelöste vorzügliche Dichtungswirkung noch verstärkt.

Claims (4)

1. Kunststoffmuffe mit an ihrem einen Ende eingeführtem, mit ihr fest verbundenem Metalleinsatz, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallein­ satz (2) als im wesentlichen zylindrisches rohrförmiges Teil mit Innen­ gewinde (3) ausgebildet ist, das an einem Ende einen mit einer Riffelung versehenen Außenflansch (4) aufweist, an den sich ein Zwischenabschnitt anschließt, auf dem außen eine zahnartige Riffelung (5) oder zahnartige Zacken vorgesehen sind und auf den als Abschluß eine Umlaufnut (6) folgt, die einen elastischen Dichtring (7) trägt, der zwischen der Innen­ fläche der Kunststoffmuffe (1) und dem Metalleinsatz (2) dichtend ver­ formt ist.

2. Kunststoffmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Riffelung (5) bzw. die Zacken am Zwischenabschnitt sägezahnförmig ausgebildet sind.

3. Kunststoffmuffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endfläche des Metalleinsatzes (2) mit der Endfläche der Kunst­ stoffmuffe (1) bündig abschließt.

4. Verfahren zum Herstellen einer Kunststoffmuffe mit Metalleinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalleinsatz (2) in die Kunststoffmuffe (1) erst nach deren Herstellung eingesetzt wird, wobei unter Druck und Wärmezufuhr die zahnförmigen Außenzacken (5) des Metalleinsatzes (1) in die Wandung der Aufnahme­ öffnung der Kunststoffmuffe (1) zur Ausbildung einer Verbindung zwischen Metalleinsatz (2) und Kunststoffmuffe (1) eingebettet werden und gleichzeitig der Dichtring (7) in dichtende Anlage mit der Innen­ wandung der Kunststoffmuffe (1) verpreßt wird.