DE19926997A1

DE19926997A1 - Überdruckventil und Verfahren zu dessen Herstellung

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Publication number: DE19926997A1
Application number: DE19926997A
Authority: DE
Inventors: Richard Barton; Robert M Gallagher; Brian L Martin; Darlene E Forster
Original assignee: Blue Water Plastics Inc
Current assignee: Sarnamotive Blue Water inc Marysville Mich Us
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: ES2168902A1; US6026852A; DE19926997C2; FR2779505A1; ES2168902B1; FR2779505B1; CA2274425C; CA2274425A1

Abstract

Ein Überdruckventil (10), wie es verwendet wird, um den Überdruck in dem Passagierraum eines Motorfahrzeugs abzubauen, weist Ventilklappen (14) auf, welche durch an der Stelle geformte Halterstreifen (15b) in Verbindung mit einem Gehäuse (12) gehalten werden. Das Ventil wird durch ein Spritzguß-Werkzeug hergestellt, das ein Paar von Formhälften besitzt, die einen ersten Formenhohlraum zum Formen des Gehäuses und einen zweiten Formenhohlraum zum Formen der Klappen aufweisen. Nachdem das Gehäuse und die Klappen ausgehärtet sind, wird die Form geöffnet, wobei das Gehäuse in Kontakt mit einer Formhälfte und die Klappen in Kontakt mit der anderen Formhälfte bleiben. Eine Formhälfte wird dann gegenüber der anderen bewegt, um das Gehäuse und die Klappen in gegenseitige Ausrichtung zu bringen. Die Formhälften werden wieder geschlossen, um die Klappen in das Gehäuse zu bringen und um einen dritten Formenhohlraum zu definieren, der sich entlang der Linien der gewünschten Befestigung zwischen den Klappen und den Ventilsitzen (16) erstreckt. Eine dritte Menge von thermoplastischem Material wird in den dritten Formenhohlraum injiziert, in welchem es aushärtet, um die Halterstreifen zu bilden, und sich mit den Kanten der Klappe und den benachbarten Kanten des Ventilsitzes verbindet. Der dritte Formenhohlraum erstreckt sich auch um einen das Gehäuse umgebenden Umfangsflansch (18), der eine mit dem Gehäuse verbundene Abdichtung bildet. Das Teil ist vollständig, wenn es aus der Form ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einweg- Überdruckventile und insbesondere auf ein derartiges Ventil zur Verwendung in Verbindung mit einem Lüf tungssystem für den Passagierraum eines Motorfahr zeugs.

Einweg-Überdruckventile vom Klappentyp werden allge mein für Anwendungen wie in Fahrzeuglüftungssystemen eingesetzt. Typischerweise dienen sie dazu, den Über druck abzubauen, welcher in einem nahezu luftdichten Passagierraum eines Fahrzeugs auftreten kann, wenn beispielsweise eine Tür des Fahrzeugs schnell ge schlossen wird, während der Eintritt von Luft von au ßerhalb des Fahrzeugs in den Passagierraum verhindert wird. Für diesen Zweck verwendete Ventile weisen im Allgemeinen einen Rahmen oder ein Gehäuse auf, wel cher an einer Öffnung befestigt ist, die in einer Ta fel ausgebildet ist, die den Passagierraum umschließt und einen Luftdurchgang durch die Tafel definiert. Das Ventil hat einen oder mehrere innere Ventilsitze, über welchen mehrere Ventilklappen liegen. Die Klap pen sind relativ dünne flexible Teile und liegen auf der Außenseite des Passagierraums auf den Ventilsit zen auf. Jede Klappe ist an dem Gehäuse entlang einer Umfangskante befestigt. Wenn innerhalb des Passagier raums ein Überdruckzustand auftritt, bewegen sich die Klappen von den Ventilsitzen weg, wobei sie benach bart ihrer festen Kante umgebogen oder umgeklappt werden, um eine Luftströmung durch den Luftdurchgang aus dem Passagierraum heraus zu ermöglichen. Wenn der Luftdruck auf beiden Seiten eines Ventils gleich ge worden ist oder wenn der Druck auf der Außenseite größer wird, schwingen oder biegen sich die Klappen zurück um mit den Ventilsitzen in Eingriff zu treten und die Luftströmung in dem Passagierraum zu blockie ren.

Ventile dieses allgemeinen Typs werden oft herge stellt durch Spritzgießen des Gehäuses und der Ven tilklappen als separate Stücke und dann durch Verbin den der beiden Teile durch irgendeines von mehreren unterschiedlichen Verfahren. US-A-5 601 117 lehrt, daß entlang einer Kante der Klappe gebildete Löcher wie bei Stiften angeordnet werden, die von dem ent sprechenden Bereich des Gehäuses vorstehen. Die Enden der Stifte werden dann abgeflacht, um eine Verriege lungsklappe zu bilden, welche die Klappe über den Stiften sichert. US-A-5 419 739 offenbart eine Ven tilklappe in der Form eines flexiblen Blattes mit einstückig angeformten Zungen, welche durch entspre chende Schlitze in dem Gehäuse hindurchgedrückt wer den. US-A-5 194 038 offenbart ein Ventil, bei welchem die Klappen mit dem Gehäuse verbunden sind durch For men der Klappen in situ einstückig mit dem Gehäuse, jedoch aus einem unterschiedlichen, flexibleren Mate rial als dem des Gehäuses. Die Klappe ist so geformt, daß sie entlang einer Kante mit einem in dem Gehäuse gebildeten Schlitz in Eingriff ist. Jedes dieser ver schiedenen Konstruktionsverfahren weist inhärente Nachteile auf, die sich im Allgemeinen auf den Um stand beziehen, daß die Herstellung des Ventils aus getrennten Komponenten, welche zusammengesetzt werden müssen, kompliziert, zeitaufwendig und/oder arbeits intensiv ist, zusätzlich zu den Gesamtkosten der fer tiggestellten Komponente.

GB-A-2 298 917 offenbart ein Ventil, bei welchem das Gehäuse und die Klappen aus einem starren Kunststoff material gleichzeitig und in derselben Form durch Spritzguß hergestellt werden, und ein flexibleres Kunststoffmaterial wird nachfolgend auf dem Gehäuse und der Klappe entlang einer Kante hiervon aufge bracht, um die beiden Komponenten zu verbinden und ein Scharnier zu bilden, welches eine Schwenkbewegung der Klappe ermöglicht. Jedoch kann aufgrund von prak tischen Beschränkungen, welche dem Spritzgußverfahren inhärent sind, insbesondere des als "Stempelblockie rung" bekannten Problems, das Gehäuse nicht in einem Einzelstück in seiner vollständigen Figuration ge formt werden. Statt dessen müssen Wandbereiche des Gehäuses, gegenüber welchen die Klappen in dem voll ständigen Teil abgedichtet werden müssen, außerhalb des Gehäuses geformt werden, und dann in ihre Ar beitspositionen innerhalb des Gehäuses eingefügt wer den, nachdem das Aufbringen des flexibleren Kunst stoffmaterials die Klappen mit dem Gehäuse verbunden hat. Diese zusätzlichen Schritten erhöhen die Kompli ziertheit und die Herstellungskosten des Ventils.

Demgemäß besteht ein Bedürfnis nach einem einfacheren und leichter herstellbaren Überdruckventil.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Überdruckventil zur Verfügung, welches ein Gehäuse aufweist, das ei nen Luftdurchgang definiert, sowie eine oder mehrere Ventilklappen, welche sich innerhalb des Gehäuses be finden, um die Strömung durch den Durchgang auf nur eine Richtung zu begrenzen. Jede Ventilklappe ist an dem Gehäuse entlang einer Kante mittels eines Halters befestigt, der an seiner Stelle geformt wurde, nach dem die Klappen betriebsmäßig innerhalb des Gehäuses positioniert wurden. Der Halter berührt und verbindet sich mit der Befestigungskante der Klappe und auch mit dem Gehäuse entlang einer entsprechenden Kante des Ventilsitzes, auf welchem die Klappe ruht, wenn sie in einer geschlossenen Position ist. Die Ventil klappe wird mit einem lebenden Scharnier benachbart der Befestigungskante geformt, so daß sie von dem Ventilsitz weg in eine offene Position geschwenkt werden kann, wenn sie durch einen Überdruckzustand innerhalb des Passagierraums hierzu gezwungen wird.

Das Überdruckventil nach der Erfindung ist leicht herstellbar durch eine Pendelformtechnik, bei der ein Paar von Formhälften, wenn diese in einer ersten ge schlossenen Position relativ zueinander sind, einen ersten Formenhohlraum bildet für das Spritzgießen des Gehäuses sowie einen getrennten zweiten Formenhohl raum für das Spritzgießen der Klappen. Das Gehäuse wird vorzugsweise geformt aus einem starren ther moplastischen Material wie Polypropylen, Polystyrol oder Polyvinylchlorid, während die Klappen aus einem flexibleren Material geformt sind, wie einem ther moplastischen Elastomer. Nachdem beiden Komponenten so ausgehärtet sind, daß sie im Wesentlichen fest sind, werden die Formhälften getrennt, wobei das Ge häuse in Kontakt mit der ersten Formhälfte die Klap pen in Kontakt mit der zweiten Formhälfte bleiben. Die Formhälften werden dann relativ zueinander bewegt oder hin- und hergefahren in einer Ebene, die senk recht zu der Richtung des Öffnens und Schließens der Form liegt, um das Gehäuse und die Klappen gegenein ander auszurichten. Die Formhälften werden dann der art aufeinander zu bewegt, daß die Klappen in das Ge häuse eingeführt und in Kontakt mit ihrem jeweiligen Ventilsitzen gebracht werden. Wenn die Formhälften in dieser zweiten geschlossenen Position sind, wird ein dritter Formenhohlraum durch die Formhälften gebil det. Der dritte Formenhohlraum erstreckt sich entlang der Linie der gewünschten Befestigung zwischen dem Ventilsitz und der Klappe. Eine dritte Menge aus thermoplastischem Material, vorzugsweise thermopla stischem Elastomer, wird in den dritten Formenhohl raum eingespritzt, in welchem es sich mit der Kante der Klappe und der angrenzenden Kante des Ventilsit zes verbindet, um den Kalter zu bilden. Nachdem die dritte Menge des thermoplastischen Materials sich ab gekühlt hat und ausgehärtet ist, werden die Formhälf ten voneinander getrennt und das vollständige Teil wird aus der Form ausgeworfen, wobei keine zusätzli che Montage erforderlich ist.

Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht die Er zeugung des Teils in einem einzigen Formvorgang, wo bei ein einziges Formwerkzeug verwendet wird, während die Probleme mit der "Stempelblockierung" vermieden werden. D.h. das Verfahren verhindert, daß die Klap pen das Formen der Ventilsitze stören, auf welchen sie in dem vollständigen Teil liegen.

Gemäß einem weiteren Merkmal nach der Erfindung wird eine das Gehäuse umgebende Dichtung gleichzeitig mit dem Haltern während der Injektion der dritten Menge des thermoplastischen Materials gebildet. Dies wird erreicht durch Ausbildung des dritten Formenhohlraums derart, daß er sich um den Umfang des Gehäuses er streckt und diesen berührt. Das thermoplastische Ma terial fließt in diesen Bereich des Hohlraums und verbindet sich mit dem Gehäuse, wenn es aushärtet. Die sich ergebende Dichtung berührt die Kanten der Öffnung in der Tafel, in welcher das Ventil instal liert wird. Das für die Dichtung verwendete flexible Material liefert eine stärkere Abdichtung zwischen dem Gehäuse und der Tafel, als dies der Fall sein würde, wenn das starre Material des Gehäuses in di rekten Kontakt mit der Tafel gebracht würde, sowie eine Geräuschverminderung aufgrund von Vibrationen. Die gleichzeitige Bildung der Dichtung und des Hal ters während eines einzelnen Spritzgießschrittes ist ein schneller und wirksamer Weg, um ein Überdruckven til mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung zu schaffen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Fi guren dargestellten Ausführungsbeispielen näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Überdruck ventils gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung des Ven tils nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Ventils entlang der Linie 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine Querschnitts-Vorderansicht eines Form werkzeugs mit mehreren Hohlräumen, das bei dem Formungsverfahren nach der Erfindung ver wendet wird, mit einer linken und einer rech ten Formhälfte in einer ersten geschlossenen Position,

Fig. 5 eine Ansicht des Formwerkzeuges in einer er sten geöffneten Position, nachdem das Gehäuse und die Klappen geformt wurden,

Fig. 6 eine Ansicht des Formwerkzeuges in einer zweiten geöffneten Position, wobei die linke Formhälfte mit Bezug auf die rechte Formhälf te nach unten verschoben ist,

Fig. 7 eine Ansicht des Formwerkzeugs in einer zwei ten geschlossenen Position, wobei die Klappen in das Gehäuse eingeführt sind,

Fig. 8 eine detaillierte Ansicht des Formwerkzeugs, wie es in Fig. 7 gezeigt ist,

Fig. 9 eine Ansicht des Formwerkzeugs in einer ge öffneten Position, wobei sich das vollständi ge Ventil noch in der linken Formhälfte be findet,

Fig. 10 eine Ansicht des vollständigen Ventils, das von dem Formwerkzeug ausgeworfen ist,

Fig. 11 eine Endansicht eines Formwerkzeugs, das zur gleichzeitigen Herstellung von vier Ventilen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

Fig. 12 eine Ansicht des Formwerkzeugs nach Fig. 11, wobei die Formhälften gegeneinander verscho ben sind,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines anderen Formwerkzeugs, bei dem die Formhälften von einander weggedreht sind und Schwenkplatten sich in einer ersten Position befinden,

Fig. 14 eine Ansicht des Formwerkzeugs nach Fig. 13, bei dem sich die Schwenkplatten in einer Zwi schenposition befinden,

Fig. 15 eine Ansicht des Formwerkzeugs nach Fig. 13, bei dem die Schwenkplatten sich in einer zweiten Position befinden,

Fig. 16 einen horizontalen Querschnitt durch das Formwerkzeug nach Fig. 13, wobei die Form hälften sich in einer geschlossenen Position befinden,

Fig. 17 einen horizontalen Querschnitt durch das Formwerkzeug nach Fig. 13, wobei die Form hälften sich in einer geöffneten Position be finden,

Fig. 18 einen horizontalen Querschnitt durch das Formwerkzeug nach Fig. 13, wobei die Form hälften sich in einer geöffneten Position be finden und die Schwenkplatten ausgefahren sind, und

Fig. 19 einen vertikalen Querschnitt durch das Form werkzeug nach Fig. 13, wobei die Formhälften geschlossen und die Schwenkplatten in die zweite Position gedreht sind.

Die Fig. 1 und 2 illustrieren am besten die Gesamt anordnung des bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Überdruckventils 10, das gemäß der vorliegenden Er findung gebildet wurde. Im Allgemeinen weist das Ven til 10 ein Gehäuse 12, ein Paar von Ventilklappen 14 und eine Halter- und Dichtungsanordnung 15 auf. Das Gehäuse 12 ist vorzugsweise aus einem starren Kunst stoffmaterial gebildet, wie Polypropylen, Polystyrol oder Polyvinylchlorid und es ist so geformt, daß es in eine rechteckige Öffnung paßt, die in einer Tafel (nicht gezeigt) ausgebildet ist, um die Luftströmung (oder irgendeinen anderen Gases) durch die Öffnung zu steuern. Jede der Ventilklappen 14 ist vorzugsweise aus einem relativ biegsamen Kunststoffmaterial wie einem thermoplastischen Elastomer zusammengesetzt und an dem Gehäuse 12 entlang einer Kante so befestigt, daß die entgegengesetzte Kante unter dem Einfluß des Luftdrucks von dem Gehäuse 12 weggeschwemmt werden kann. Die Dichtungs- und Halteranordnung 15, die nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird, wird an der in Fig. 1 gezeigten Position geformt, um die Klappen 14 mit dem Gehäuse 12 entlang ihrer festste henden Kanten zu verbinden und eine das Gehäuse 12 umgebende Dichtung zu schaffen.

Wenn das Überdruckventil 10 nach der Erfindung als eine Komponente in einem Lüftungssystem für einen Passagierraum eines Motorfahrzeugs verwendet wird, wird es in eine Öffnung in einer Tafel, die den Pas sagierraum des Fahrzeugs definiert, so eingefügt, daß die Klappe nach außen geschwenkt werden kann, weg von dem Inneren des Passagierraums. Auf diese Weise dient das Ventil 10 dazu, den Überdruck innerhalb des Pas sagierraums abzubauen, welcher auftreten kann, wenn z. B. eine Tür des Fahrzeugs schnell geschlossen wird, während der Eintritt von Luft von außerhalb des Fahr zeugs in den Passagierraum verhindert wird.

Das Gehäuse 12 weist einen im Wesentlichen rechtecki gen äußeren Rahmen 12a auf, welcher einen mittleren Luftdurchgang 12b definiert. Der Luftdurchgang 12b wird durch ein gitterartiges Muster von Querträgern 12c, welche sich zwischen den entgegengesetzten Sei ten des Rahmens erstrecken, in mehrere Teildurchgänge geteilt. Die nach oben gewandten Oberflächen der Querträger 12c (betrachtet bei dem wie in den Fig. 1 und 2 orientierten Ventil 10), die die Teildurchgänge umgeben, definieren Ventilsätze 16, auf welchen die Klappen 14 aufliegen, wenn die Klappen in einer ge schlossenen Position sind, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Ein Flansch 18 erstreckt sich von dem Rahmen 12a nach außen um im Wesentlichen den gesamten Umfang von die sem. Mehrere Verriegelungszungen 20 befinden sich in gegenseitigen Abständen um den Rahmen herum unmittel bar unterhalb des Flansches 18 (siehe Fig. 3) . Jede Verriegelungszunge 20 hat eine Verriegelungsfläche 20a, welche sich von dem Rahmen 12a nach außen er streckt, und eine abgeschrägte Oberfläche 20b, die zurück nach innen geneigt ist. Löcher 22 sind durch den Flansch 18 hindurch ausgebildet direkt oberhalb der Verriegelungszungen 20, um zu ermöglichen, daß die Zungen während des Spritzgießvorgangs gebildet werden. Vier Kanäle 24 werden in dem Gehäuse 12 ge formt, die sich an den Innenflächen des Rahmens 12a von den Ventilsitzen 16 nach oben erstrecken, über die Oberkante des Rahmens verlaufen und sich anderer seits außen zu der Kante des Flansches 18 erstrecken.

Die Klappen 14 sind im Allgemeinen rechteckig und ha ben glatte flache untere Oberflächen. Rippen 26 sind auf den oberen Oberflächen der Klappen 14 ausgebil det, um die Steifigkeit zu erhöhen. Eine der langen Kanten jeder Klappe wird als die Befestigungskante 28 bezeichnet; dies ist die Kante, welche an dem Gehäuse 12 befestigt wird. Ein lebendes Scharnier 30 ist par allel zu und unmittelbar benachbart der Befestigungs kante 28 jeder Klappe 14 ausgebildet. Ein lebendes Scharnier ist eine Linie von verringerter Quer schnittsdicke, um der Klappe an einer bestimmten Stelle eine größere Flexibilität zu verleihen. Die Klappe 14 ist in der Lage, frei um das lebende Schar nier 30 gebogen zu werden und so zwischen der ge schlossenen und der geöffneten Position relativ zum Gehäuse 12 bewegt zu werden. Die verbleibenden Kanten jeder Klappe 14 sind von verringerter Dicke im Ver gleich zum Rest der Klappe, um verjüngte Kanten 32 für den Kontakt mit den Ventilsitzen 16 zu bilden (siehe Fig. 3). Der Querschnitt der verjüngten Kanten 30 kann mit Bezug auf die Ventilsitze 16 konkav oder konvex sein. Die verjüngten Kanten 32 erzielen eine wirksamere Abdichtung mit den Ventilsitzen 16 des Ge häuses 12, wenn die Klappen 14 geschlossen sind, und sie verringern auch das Geräusch welches entsteht, wenn die Klappen beim Schließen die Ventilsitze be rühren.

Die Halter- und Dichtungsanordnung 15 besteht aus ei nem relativ biegsamen Material wie thermoplastischem Material und ist, wie nachfolgend im Einzelnen be schrieben wird, aus einem einzelnen Stück durch Spritzgießen gebildet. Ein rechteckiger Dichtungsbe reich 15a der Anordnung 15 umgibt den Umfang des Ge häuseflansches 18. Zwei Halterstreifen 15b erstrecken sich über die Breite des Gehäuses 12 über den Ventil sitzen 16 benachbart den Befestigungskanten 28 der Klappen 14. Wenn die Halterstreifen 15b an dieser Stelle geformt werden, verbinden sie sich mit den Ventilsitzen 16 und den Befestigungskanten 28 der Klappen 14, um diese Komponenten miteinander zu ver binden. Rinnen 15c werden innerhalb der Kanäle 24 im Gehäuse 12 geformt, welche die Halterstreifen 15b mit dem Dichtungsbereich 15a verbinden, um einen Fließweg für das flüssige thermoplastische Material während der Injektion zu liefern. Die Rinnen 15c sind voll ständig innerhalb ihrer jeweiligen Kanäle 24 angeord net, so daß sie nicht über die Oberfläche des Gehäu ses 12 vorstehen. Demgemäß stören sie nicht bei der Bewegung der Klappen 14 in ihre geöffnete Position. Blöcke 15b erstrecken sich von der Dichtung 15a und füllen die Löcher 22 in dem Flansch 18.

Das Überdruckventil 10 wird innerhalb einer Öffnung in einer Tafel (nicht gezeigt) installiert, indem das Ventil derart in die Öffnung gedrückt wird, daß die Dichtung 15a die äußere Oberfläche der Tafel berührt, um ein Entweichen von Luft zwischen dem Rand der Öff nung und der Außenseite des Rahmens 12a zu verhin dern. Die Verriegelungszungen 20 werden leicht nach innen abgelenkt, wenn die schrägen Oberflächen 20b in Kontakt mit den Innenkanten der Öffnung gelangen, und sie schnappen nach außen zurück, so daß die Verriege lungsflächen 20a mit der inneren Oberfläche der Tafel in Eingriff treten, nachdem das Ventil vollständig in die Öffnung eingesetzt ist. Der Eingriff der Verrie gelungszungen 20 mit der Tafel dient dazu, das Ventil 10 sicher an seinem Platz zu halten. Wenn das Ventil in die Öffnung eingesetzt ist, werden Teile der Blöc ke 15d unmittelbar benachbart den Verriegelungszungen 20 (siehe Fig. 3) durch den Kontakt mit der Tafel nach innen zusammengedrückt, wodurch sie die Dichtig keit der Fassung erhöhen und Vibrationen und Geräu sche verringern.

Obgleich die Erfindung in Beziehung auf ein Über druckventil 10 mit zwei Ventilklappen 14 beschrieben ist, ist darauf hinzuweisen, daß dies keine Beschrän kung des Umfangs der Erfindung ist, und daß das be schriebene Formungsverfahren angewendet werden kann, um Ventile mit jeder Anzahl und Konfiguration von Klappen zu bilden.

Die Fig. 4 bis 10 illustrieren das Formwerkzeug 40 mit mehreren Hohlräumen, das zur Herstellung des er findungsgemäßen Überdruckventils 10 verwendet wird, und die Folge von Schritten bei der Herstellung des Ventils. Das Formwerkzeug 40 umfaßt eine rechte Form hälfte 42, die an einer stationären Platte 44 befe stigt ist, und eine linke Formhälfte 46, die an einer bewegbaren Platte 48 befestigt ist, welche entlang einer horizontalen Achse bewegbar ist, um die Form zu öffnen und zu schließen. Wenn sie in einer ersten ge schlossenen, in Fig. 4 gezeigten Position sind, bil den die Formhälften 42, 46 einen oberen Formenhohl raum 50 und einen getrennten unteren Formenhohlraum 52. Der obere Formenhohlraum 50 ist so konfiguriert, daß er den Gehäuseteil des Überdruckventils 10 bil det, wenn ein erwärmtes flüssiges thermoplastisches Materials durch eine erste Eingußöffnung 54 in die Form injiziert wird, welches von einer Druckinjekti onsvorrichtung eines in der Spritzgußtechnik bekann ten Typs zugeführt wird. Der untere Formenhohlraum 52 ist so konfiguriert, daß er die Klappen 14 des Über druckventils 10 bildet, wenn ein erwärmtes flüssiges thermoplastisches Material in den Hohlraum durch eine zweite Eingußöffnung 56 injiziert wird.

Um den Herstellungsprozeß zu beginnen, wird eine er ste Menge von flüssigem thermoplastischem Material in den oberen Formenhohlraum 50 und eine zweite Menge von flüssigem thermoplastischem Material in den unte ren Formenhohlraum 52 injiziert. Das in den oberen Formenhohlraum 50 gelieferte Material ist vorzugswei se ein solches, das, wenn es abgekühlt und ausgehär tet ist, ein relativ hartes starres Kunststoffteil bildet. Polypropylen ist ein Beispiel für ein annehm bares Material. Das in den unteren Formenhohlraum 52 gelieferte Material ist vorzugsweise ein solches, das, wenn es abgekühlt ist, ein relativ weiches bieg sames Teil bildet, wie beispielsweise thermoplasti sches Elastomer. Die Injektion der beiden Material mengen wird vorzugsweise gleichzeitig durchgeführt, um die für die Herstellung des erfindungsgemäßen Überdruckventils 10 benötigte Zeit zu verringern, je doch können die beiden Injektionen nacheinander durchgeführt werden, wenn dies gewünscht ist.

Nachdem die beiden Mengen des thermoplastischen Mate rials abgekühlt und ausreichend ausgehärtet sind, wird die Form geöffnet, indem die bewegbare Platte 48 nach links von der stationären Platte 44 weg in die in Fig. 5 gezeigte Position bewegt wird. Der obere Formenhohlraum 50 ist unter Verwendung von in der Spritzgießtechnik bekannten Verfahren so ausgestal tet, daß das Gehäuse 12 in Kontakt mit der linken Formhälfte 46 bleibt, wenn die Form geöffnet wird. Der untere Formenhohlraum 52 ist unter Verwendung ähnlicher Verfahren so ausgestaltet, daß die Klappen 14 in Kontakt mit der rechten Formhälfte 42 bleiben, wenn die Form geöffnet wird.

Wenn die Form in der geöffneten Stellung ist, wird ein an der bewegbaren Platte 48 befestigter hydrauli scher Stößel 58 ausgefahren, um die linke Formhälfte 46 nach unten zu verschieben, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Diese Bewegung bringt das Gehäuse 12 und die Klappen 14 entlang einer horizontalen Achse in gegen seitige Ausrichtung.

Als Nächstes wir die bewegbare Platte 48 derart nach rechts bewegt, daß die beiden Formhälften 42, 46 in einer zweiten geschlossenen Stellung zueinander pas sen, wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist. In dieser Stellung sind die Klappen 14 in das Innere des Gehäu ses 12 derart eingefügt, daß die Befestigungskanten 28 der Klappen 14 in enger Nähe mit den Ventilsitzen 16 sind, so wie sie in dem vollständig hergestellten Teil zu positionieren sind. Die Befestigungskanten 28 der Klappen 14 können in Kontakt mit ihren jeweiligen Ventilsitzen 16 gebracht werden oder es kann ein schmaler Spalt zwischen diesen Teilen verbleiben, falls dies gewünscht ist.

In der zweiten geschlossenen Stellung bilden die lin ke und die rechte Formhälfte 42, 46 auch einen drit ten Formenhohlraum 60, welcher in Berührung mit dem Gehäuse 12 und den Klappen 14 ist und ein "Negativ" der Dichtungs- und Halteranordnung 15 ist. Eine drit te Menge von flüssigem thermoplastischem Material wird in den dritten Formenhohlraum 60 durch eine dritte Eingußöffnung 62 injiziert. Wenn die dritte Menge des thermoplastischen Materials abkühlt und aushärtet, verbindet sie sich mit dem Gehäuse 12 ent lang allen Oberfläche mit gegenseitigem Kontakt zwi schen diesen auch mit den Befestigungskanten 28 der Klappen 14, wo es diese Komponenten berührt. Demgemäß sichert das Aushärten der dritten Menge des ther moplastischen Materials die Klappen 14 in Bezug auf das Gehäuse 12 und sichert auch die Dichtung in ihrer geeigneten Lage auf dem Flansch 18.

Wenn die dritte Menge des thermoplastischen Materials abgekühlt und ausreichend ausgehärtet ist, werden die Formhälften 42, 46 geöffnet, wie aus Fig. 9 ersicht lich ist, und das vollständige Überdruckventil 10 wird aus der Form mit Hilfe von Auswurfstangen 62 ausgeworfen, siehe Fig. 10. Der hydraulische Stößel 58 wird dann zurückgezogen, um die linke Formhälfte 42 anzuheben, und die Formhälften 42, 46 werden wie der geschlossen, um eine Wiederholung des Formungszy klus zu ermöglichen für die Bildung eines anderen Teils.

Die Fig. 11 und 12 illustrieren ein Werkzeug 140, welches die gleichzeitige Herstellung von vier Venti len gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht. Das Werkzeug 140 arbeitet in derselben allgemeinen Weise, wie sie vorstehend mit Bezug auf die Fig. 4 bis 10 beschrieben ist, aber die Formhälften 142, 146 bilden acht getrennte Formenhohlräume - die oberen vier Hohlräume 150a-d formen vier identische Kopien des Gehäuses 12 und die unteren vier Hohlräume 152a-d formen vier identische Kopien der für jedes Ventil 10 erforderlichen Klappen. Wenn die linke Formhälfte 146 in der aus Fig. 11 ersichtlichen angehobenen Position ist, werden eine erste Menge von thermoplastischem Material in die vier oberen Formenhohlräume 150a-d und eine zweite Menge von thermoplastischem Material gleichzeitig in die vier unteren Formenhohlräume 152a-d injiziert. Fig. 12 illustriert die Konfiguration des Werkzeugs 140, nachdem der hydraulische Stößel 158 ausgefahren wurde, um die linke Formhälfte 146 in die abgesenkte Position zu bewegen und die vier Ge häuse in Ausrichtung mit ihren jeweiligen Klappen zu bringen. Wie für einen Fachmann der Spritzgußtechnik offensichtlich ist, ist das in den Fig. 11 und 12 gezeigte Werkzeug 140 gut geeignet, um in einer kom merziellen Umgebung verwendet zu werden, da es eine schnellere Massenherstellung von Überdruckventilen ermöglicht.

Die Fig. 13 bis 19 zeigen ein alternatives Ausfüh rungsbeispiel eines Formwerkzeugs 200 zum Herstellen des erfindungsgemäßen Überdruckventils. Wie bei dem in den Fig. 1 bis 10 gezeigten Formwerkzeug 40 um faßt das Formwerkzeug 200 eine rechte Formhälfte 202, die an einer stationären Platte 204 befestigt ist, und eine linke Formhälfte 206, die an einer bewegba ren Platte 208 befestigt ist, welche entlang einer horizontalen Achse gleitbar ist, um die Form zu öff nen und zu schließen (siehe Fig. 19). Aus Gründen der Klarheit zeigen jedoch die Fig. 13 bis 15 die rechte und die linke Formhälfte 202, 206, um eine vertikale Achse voneinander weggeschwenkt, wie die Seiten eines Buches, um die zueinander passenden inneren Oberflä chen beider Hälften 202, 206 freizulegen. Das Form werkzeug 200 hat vier Formstationen, die in gegensei tigem Abstand von 90° um den Umfang des Werkzeugs an geordnet sind, wobei diese Stationen für die Be schreibung durch die Buchstaben A bis D gekennzeich net sind.

In der Formstation A hat die innere Oberfläche der rechten Formhälfte 202 einen Hohlraum 208 zum Formen eines Gehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Zwischenraumtasche ist in der inneren Oberfläche der rechten Formhälfte 202 ausgebildet, welche sich über die Formstationen B, C und D erstreckt. Eine Schwenk platte 212 wird in der Zwischenraumtasche 208 gehal ten und weist zwei identische Sätze von Hohlräumen 214, 216 zum Formen von Klappen gemäß der vorliegen den Erfindung auf. Vier Eingußöffnungen 218, 220, 222, 224 durchdringen die rechte Formhälfte 202, je weils eine an jeder der vier Stationen A bis D.

Die linke Formhälfte 206 hat einen Formkern 226 zum Formen von Klappen gemäß der vorliegenden Erfindung, der sich an der Station B befindet, und eine Zwi schenraumtasche 228, die sich über die Stationen A, C und D erstreckt. Eine Schwenkplatte 230 wird in der Zwischenraumtasche 228 gehalten und weist zwei iden tische Sätze von Kernen 232, 234 zum Formen von Ge häusen gemäß der vorliegenden Erfindung auf. Aus wurfstangen 236, 238 durchdringen die linke Formhälf te 206 benachbart den Formstationen C und D.

Die Schwenkplatten 212, 230 sind an jeweiligen Wellen 240, 242 befestigt, von denen jede durch eine ange triebene Vorrichtung wie einen hydraulischen Stößel 244 (siehe Fig. 19) ausgefahren und zurückgezogen wird sowie durch ein Zahnstangengetriebe- Antriebssystem 246 gedreht wird. Wie aus den Fig. 14 und 18 ersichtlich ist, sind die Schwenkplatten 212, 230 um ihre Wellen 240, 242 drehbar, nachdem die Wel len um eine Strecke ausgefahren wurden, welche aus reichend ist, um die Platten 212, 230 aus ihren je weiligen Zwischenraumtaschen 210, 228 zu bewegen.

Um den Formungsvorgang zu beginnen, werden die Schwenkplatten 212, 230 in ihren jeweiligen Zwischen raumtaschen 210, 228 positioniert, wie in Fig. 13 ge zeigt ist, und das Formwerkzeug 200 ist in der ge schlossenen Position, in der die linke und die rechte Formhälfte 202, 206 in gegenseitigem Kontakt sind. In dieser Konfiguration sind der Gehäuse-Formhohlraum 208 in der Station A der rechten Formhälfte 202 und der Gehäuse-Formkern 232 der linken Schwenkplatte 230, der sich in der Station A befindet, einander an gepaßt, um eine vollständige Gehäuseform zu bilden. In gleicher Weise sind die Klappen-Formkerne 226 in der Station B der linken Formhälfte 206 und die Klap pen-Formhohlräume 214 der rechten Schwenkplatte, die sich in der Station B befinden, einander angepaßt. Eine erste Menge von flüssigem thermoplastischem Ma terial wird durch die Eingußöffnung 218 in die Form an der Station A injiziert, um ein Gehäuse 250 (siehe Fig. 16) zu formen, und gleichzeitig wird eine zweite Menge von thermoplastischem Material durch die Ein gußöffnung 220 in die Form an der Station B inji ziert, um einen Satz von Ventilklappen 252 zu formen.

Nachdem die beiden Mengen von thermoplastischem Mate rial abgekühlt und ausreichend ausgehärtet sind, wer den die Formhälften 202, 206 geöffnet. Die gerade ge bildeten Ventilklappen 252 bleiben in Kontakt mit den Hohlräumen 214 der rechten Schwenkplatte 212 und das gerade gebildete Gehäuse 250 bleibt in Kontakt mit dem Hohlraum 232 der linken Schwenkplatte 230. Die Wellen 240, 242 beider Formhälften 202, 206 werden dann ausgefahren, um die Schwenkplatten 212, 230 aus ihren jeweiligen Zwischenraumtaschen 210, 228 heraus zu bewegen (siehe Fig. 14 und 18). Die Zahnstangen getriebe-Mechanismen 246 werden dann betätigt, um die Wellen 240, 242 und Schwenkplatten 212, 230 um 90° zu drehen, und die Wellen 240, 242 werden wieder zurück gezogen, um die Schwenkplatten 212, 230 in die in Fig. 15 gezeigten Positionen zu bringen. Dies bringt die von der rechten Schwenkplatte 212 getragenen Klappen 252 und das von der linken Schwenkplatte 230 getragene Gehäuse 250 in eine gegenseitige Ausrich tung in der Station C.

Die linke und die rechte Formhälfte 202, 206 werden dann aufeinander zu in die geschlossene Position be wegt, wobei die Klappen 252 in das Innere des Gehäu ses 250 eingeführt werden. Wie bei dem vorstehend be schriebenen ersten Ausführungsbeispiel des Formwerk zeugs 40 bildet dies auch einen Formhohlraum, welcher ein "Negativ" der Dichtungs- und Halteranordnung ist. Eine dritte Menge von thermoplastischem Material wird nun durch die Eingußöffnung 222 in der Station C in jiziert, um die Dichtungs- und Halteranordnung 254 zu bilden, welche das Gehäuse 250 und die Klappen 252 miteinander verbindet. Gleichzeit mit dieser dritten Injektion, um das Überdruckventil in der Station C zu vervollständigen, werden zusätzliche Injektionen von thermoplastischem Material durch die Eingußöffnungen 218 bis 220 durchgeführt, um einen zweiten Satz von Klappen in der Station B und ein zweites Gehäuse in der Station A zu formen.

Nachdem alle drei dieser Mengen von thermoplastischem Material abgekühlt und ausgehärtet sind, werden die linke und die rechte Formhälfte 202, 206 geöffnet und Auswurfstangen 236 werden von der linken Formhälfte 206 in der Station C ausgefahren, um das vollständige Teil auszuwerfen. Der neu gebildete zweite Satz von Klappen und das zweite Gehäuse bleiben in Kontakt mit ihrer jeweiligen Schwenkplatte 212, 230, wenn die Formhälften 202, 206 geöffnet werden. Die Schwenk platten 212, 230 werden dann aus ihren Zwischenraum taschen 210, 228 ausgefahren, um 90° in ihre Startpo sitionen geschwenkt und wieder zurückgezogen, um in die in Fig. 13 gezeigte Position zurückzukehren, wo durch die zweiten Klappen und das zweite Gehäuse in der Station D in gegenseitige Ausrichtung gebracht werden. Die Formhälften 202, 206 werden wieder ge schlossen, um die zweiten Klappen in das zweite Ge häuse einzufügen, und thermoplastisches Material wird gleichzeitig durch die Eingußöffnung 224, um das Überdruckventil in der Station D zu vervollständigen, durch die Eingußöffnungen 218, 220, um einen neuen Satz von Ventilen und ein Gehäuse in den Stationen A bzw. B zu formen, injiziert. Der Vorgang wird wieder holt, wobei drei gleichzeitige Injektionen jedes Mal wenn die Formhälften 202, 206 geschlossen werden, durchgeführt werden, und ein vollständiges Überdruck ventil wird jedes Mal ausgeworfen, wenn die Formhälf ten 202, 206 geöffnet werden.

Claims

1. Verfahren zum Spritzgießen eines Überdruckven tils unter Verwendung eines Formwerkzeugs mit mehreren Hohlräumen, das eine erste und eine zweite Formhälfte besitzt, gekennzeichnet durch die Schritte:
Bewegen der Formhälften in eine erste geschlos sene Stellung, wobei sie einen ersten Formen hohlraum und einen zweiten Formenhohlraum zwi schen sich definieren,
Injizieren einer ersten Menge von fluidem ther moplastischem Material in den ersten Formenhohl raum,
Injizieren einer zweiten Menge von fluidem ther moplastischem Material in den zweiten Formen hohlraum,
Aushärten der ersten Menge von thermoplastischem Material, um ein Ventilgehäuse zu bilden, und der zweiten Menge von thermoplastischem Materi al, um wenigstens eine Ventilklappe zu bilden,
Trennen der Formhälften, wobei das Gehäuse in Kontakt mit der ersten Formhälfte und die wenig stens eine Klappe in Kontakt mit der zweiten Formhälfte bleiben,
Verschieben der ersten und zweiten Formhälfte relativ zueinander, um das Gehäuse und die we nigstens eine Klappe in gegenseitige Ausrichtung zu bringen,
Bewegen der Formhälften in eine zweite geschlos sene Stellung, in der die wenigstens eine Klappe in das Gehäuse eingeführt ist und die Formhälf ten einen dritten Formenhohlraum in einem Be reich der gewünschten Verbindung zwischen dem Gehäuse und der wenigstens einen Klappe bilden,
Injizieren einer dritten Menge von fluidem ther moplastischem Material in den dritten Formen hohlraum, wobei es in Kontakt mit dem Gehäuse und der wenigstens einen Klappe gelangt,
Aushärten der dritten Menge von fluidem ther moplastischem Material, um einen Halter zu bil den, der mit dem Gehäuse und der Klappe verbun den ist, und
Trennen der ersten und der zweiten Formhälfte und Auswerfen des vollständigen Überdruckventils aus den Formhälften.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß sich der dritte Formenhohlraum um einen äußeren Umfang des Gehäuses erstreckt und diesen berührt, derart, daß die Schritte des Injizie rens der dritten Menge von thermoplastischem Ma terial und des Aushärtens der dritten Menge von thermoplastischem Material eine das Gehäuse um gebende und mit diesem verbundene Dichtung bil den, wobei die Dichtung einstückig mit dem Hal ter geformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Schritte des Injizierens der ersten und der zweiten Menge von thermoplastischem Ma terial gleichzeitig durchgeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß mehrere Überdruckventile durch einen einzigen Formungszyklus hergestellt werden, wo bei die erste und die zweite Formhälfte mehrere erste Formenhohlräume und eine gleiche Anzahl von zweiten Formenhohlräumen bilden, wenn die Formhälften in der ersten geschlossenen Stellung sind.

5. Einweg-Überdruckventil mit einem Gehäuse aus ei nem relativ starren Kunststoff und zumindest ei ner an dem Gehäuse befestigten und gegenüber dem Gehäuse bewegbaren Klappe, um einen von dem Ge häuse definierten Luftdurchgang zu blockieren und freizugeben, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Klappe aus einem relativ biegsa men Kunststoff besteht und eine erste Kante der wenigstens einen Klappe durch einen an der Stel le geformten Halter, der mit der ersten Kante der Klappe und mit dem Gehäuse verbunden ist, an dem Gehäuse befestigt ist, wobei die wenigstens eine Klappe um die erste Kante schwenkbar ist.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Klappe einen ersten Ab schnitt benachbart der ersten Kante und einen zweiten Abschnitt, der mit dem ersten Abschnitt durch ein einstückig sowohl mit dem ersten als auch dem zweiten Abschnitt geformtes Scharnier verbunden ist, aufweist, wobei der erste Ab schnitt an dem Gehäuse durch den Halter befe stigt ist und der zweite Abschnitt relativ zu dem ersten Abschnitt um das Scharnier bewegbar ist.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Klappe weiterhin wenig stens eine Versteifungsrippe aufweist, die auf einer Oberfläche von dieser angeordnet ist.

8. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Klappe eine zweite Kante zum abdichtenden Kontakt mit einem Ventilsitz des Gehäuses aufweist, wobei die Klappe sich von einer ersten Dicke über den Hauptbereich der Klappe zu einer geringeren Dicke benachbart der zweiten Kante verjüngt.

9. Ventil nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ei ne einstückig mit dem Halter geformte Dichtung, welche mit dem Gehäuse um einen Durchmesser von diesem herum verbunden ist.

10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung und der Halter durch zumindest eine Rinne verbunden sind, die in einem in dem Gehäuse gebildeten Kanal derart geformt ist, daß sie nicht über eine Oberfläche des Gehäuses vor steht.

11. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aufweist:
einen die wenigstens eine Klappe umgebenden Rah men,
einen sich von dem Rahmen nach außen erstrecken den Flansch mit wenigstens einem durch diese hindurchgehenden Loch, und
wenigstens eine Verriegelungszunge, die sich von dem Rahmen nach außen erstreckt an einer Positi on benachbart und in Ausrichtung mit dem Loch.

12. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Block aus relativ biegsamem thermopla stischem Material an der Stelle innerhalb des Loches und in der Nähe einer Verriegelungsfläche der wenigstens einen Verriegelungszunge geformt ist, wodurch das relativ biegsame thermoplasti sche Material eine Tafel berührt, in welcher das Ventil montiert ist und Schwingungen reduziert.

13. Einweg-Überdruckventil zur Verwendung in einem Motorfahrzeug, gekennzeichnet durch:
ein aus einem ersten relativ starren Kunststoff material gebildetes Gehäuse mit einem Umfangs rahmen, der einen einen inneren Luftdurchgang umgebenden Ventilsitz definiert, und einem sich von dem Rahmen nach außen erstreckenden Flansch, wenigstens eine aus einem zweiten relativ bieg samen Kunststoffmaterial gebildete Klappe mit einem ersten Abschnitt benachbart einer ersten Kante der Klappe und einem zweiten Abschnitt, der mit dem ersten Abschnitt durch ein Scharnier verbunden ist, das einstückig sowohl mit dem er sten als auch mit dem zweiten Abschnitt gebildet ist, wobei der erste Abschnitt den Ventilsitz berührt,
einen aus dem zweiten Kunststoffmaterial gebil deten Halterstreifen, der an der Stelle in Kon takt mit dem ersten Abschnitt der Klappe und mit dem Gehäuse unmittelbar benachbart dem ersten Abschnitt geformt ist, um den ersten Abschnitt mit dem Gehäuse zu verbinden, wobei der zweite Abschnitt der Klappe um das Scharnier zwischen einer geschlossenen Stellung, in der er den Ven tilsitz berührt, um den Durchgang zu sperren, und einer offenen Stellung, in der er den Ven tilsitz nicht berührt und den Durchgang nicht versperrt, bewegbar ist, und
eine aus dem zweiten Kunststoffmaterial gebilde te Dichtung, die einstückig mit dem Halterstrei fen geformt ist, wobei die Dichtung sich um den Rahmen erstreckt und mit diesem verbunden ist.