WO2018172141A1

WO2018172141A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines bauteils aus thermoplastischem kunststoff sowie bauteil hergestellt nach dem verfahren

Info

Publication number: WO2018172141A1
Application number: PCT/EP2018/056233
Authority: WO
Inventors: Oliver DÜNKELMANN; Hartmut Wolf
Original assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Current assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2018-09-27
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: CN110709224A; DE102017204797A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus thermoplastischem Kunststoff durch Spritzgießen, umfassend wenigstens zwei sich parallel zueinander erstreckende Rohre, die einstückig an ein diese verbindendes Anschlussbauteil angeformt sind, unter Verwendung wenigstens eines Extruders und eines Spritzgießwerkzeugs (2), dessen Kavität wenigstens zwei Läufe (8) als Formhohlräume aufweist, welche jeweils die Kontur eines der Rohre abformen, und dessen Kavität einen mit den Läufen (8) kommunizierenden weiteren Formhohlraum (9) aufweist, der das Anschlussbauteil abformt, sowie unter Verwendung wenigstens einer Injektionsvorrichtung (4) zur Injektion eines Fluids unmittelbar in wenigstens einen Lauf (8) der Kavität und/oder oder gegen wenigstens ein durch den Lauf (8) der Kavität zu treibendes Projektil (7), wobei zunächst die Kavität mit einer thermoplastischen Formmasse ge füllt wird und sodann parallel durch jeden der Läufe (8) der Kavität unter Verdrängung einer flüssigen Seele der Formmasse ein Fluid und/oder ein Projektil (7) getrieben wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus thermoplastischem Kunststoff sowie Bauteil hergestellt nach dem Verfahren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus thermoplastischem Kunststoff durch Spritzgießen.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Spritzgießvorrichtung zur Herstellung des Bauteils sowie ein Bauteil, welches vor^¬ zugsweise nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten wurde. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Einfüllvor^¬ richtung für einen Flüssigkeitsbehälter in einem Kfz. Die Einfüllvorrichtung ist als sogenanntes Doppelrohr ausgebildet und umfasst ein einen Befüllkanal bildendes Einfüllrohr und ein sich parallel dazu erstreckendes Entlüftungsrohr .

Derartige Einfüllvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise aus der EP 2 923 875 AI ist eine Ein- füllvorrichtung zum Einfüllen von Kraftstoff in einem Kraftfahrzeugtank bekannt, die ein Einfüllrohr und ein

Entlüftungsrohr umfasst, wobei das Entlüftungsrohr einstückig mit dem Einfüllrohr ausgebildet ist und das Entlüftungsrohr durch eine Quetschung mit dem Einfüllrohr verbunden ist. Die Einfüllvorrichtung gemäß EP 2 923 875 AI wird durch Blasformen hergestellt, wobei die Quetschung eine die beiden Rohre ver^¬ bindende Materialbrücke bildet. Das in dieser Druckschrift be^¬ schriebene Verfahren eignet sich grundsätzlich zur Herstellung von Doppelrohren, die monolithisch miteinander verbunden sind, in einem Arbeitsgang und aus einem Vorformling.

Grundsätzlich benötigen Einfüllrohre ein sogenanntes „Kopfvo- lumen" zur Aufnahme von überschüssiger Flüssigkeit, die beim Abschalten aus der Entlüftungsleitung nach oben drückt. Die Entlüftungsleitung wird an dieses Kopfvolumen angeschlossen und verläuft weitestgehend parallel zu dem Einfüllrohr entlang bis zu dem zu befüllenden Behälter. Obwohl diverse Verfahren zum Extrusionsblasformen von Doppelrohren bekannt sind, werden die beiden Rohre, die der Befüllung und der Entlüftung des Behälters dienen, häufig aus separaten Rohrabschnitten gefertigt, weil an diesen ein Anschlussbauteil, wie beispielsweise ein spritzgegossenes Kopfteil, befestigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus thermoplastischem Kunststoff bereitzustellen, das wenigstens zwei sich parallel zuei^¬ nander erstreckende Rohre umfasst, die einstückig an ein diese verbindendes Anschlussbauteil angeformt sind.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein ent^¬ sprechendes Spritzgusswerkzeug und ein mit dem Verfahren her^¬ gestelltes Bauteil bereitzustellen.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus thermoplastischem Kunststoff umfassend wenigstens zwei Rohre, die einstückig an ein dieses verbindendes Anschlussbauteil angeformt sind, unter Verwendung eines Extruders und eines Spritzgusswerkzeugs, des- sen Kavität wenigstens zwei Läufe als Formhohlräume aufweist, welche jeweils die Kontur eines der Rohre abformen, und dessen Kavität einen mit den Läufen kommunizierenden weiteren Formhohlraum aufweist, der das Anschlussbauteil abformt, sowie un^¬ ter Verwendung wenigstens einer Injektionsvorrichtung zur Injektion eines Fluids unmittelbar in wenigstens einen Lauf der Kavität und/oder gegen wenigstens ein durch den Lauf der Kavität zu treibendes Projektil, wobei zunächst die Kavität mit einer thermoplastischen Formmasse gefüllt wird und sodann durch jeden der Läufe der Kavität unter Verdrängung einer flüssigen Seele der Formmasse ein Fluid und/oder ein Projektil getrieben wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung macht sich die sogenannte Fluidinj ektionstechnik und/oder Projektilinjektionstechnik zu Nutze. Bei einem solchen Spritzgussverfahren wird beispielsweise ein auf einem Injektor platziertes Projektil durch die Kavität des mit einer thermoplastischen Formmasse gefüllten Spritzgusswerkzeugs getrieben, wobei die schmelzeflüssige Seele der thermoplastischen Formmasse beispielsweise in eine Nebenkavität verdrängt wird. So hergestellte Rohre haben einen definierten Innendurchmesser und lassen sich mit einem definierten konstanten Innendurchmesser verhältnismäßig einfach und reproduzierbar herstellen. Alternativ kann das Fluid unmittelbar die thermoplastische Formmasse verdrängen.

Die Erfindung kombiniert die Injektionstechnik (WIT, GIT, PIT) in geschickter Art und Weise mit einem herkömmlichen

Spritzgießverfahren, sodass sich mit dem Verfahren gemäß der Erfindung in vorteilhafte Art und Weise einstückig herge- stellte, verhältnismäßig komplexe Strukturen mit zwei oder mehr einstückig mit diesen verbundenen Rohren herstellen lassen .

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Formmasse synchron und pa- rallel aus beiden Läufen der Kavität zu verdrängen. Hierzu kann beispielsweise die Formmasse in einem oder mehreren Läu^¬ fen der Kavität jeweils durch das Fluid unmittelbar verdrängt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, die Formmasse in einem der Läufe durch das Fluid unmittelbar zu verdrängen, wo- hingegen durch einen anderen der Läufe ein Projektil getrieben wird. Schließlich kann auch im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, durch mehrere Läufe der Kavität Projektile zu treiben.

Unter Einstückig im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zu verstehen, dass die Rohre und das betreffende Anschlussbauteil monolithisch ausgebildet sind.

Ein Anschlussbauteil im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise als ein Anschlussgehäuse eine Einfüllvorrich- tung bzw. eines Einfüllrohres für einen Fluidbehälter ausgebildet sein. Das Verfahren eignet sich insbesondere dazu, ein Bauteil herzustellen, welches ein Anschlussgehäuse mit in die^¬ ses einmündenden Rohren aufweist, die einstückig an das Anschlussbauteil angeformt sind.

Die Injektionsvorrichtung gemäß der Erfindung ist zur Injektion eines unter Druck stehenden Fluids, beispielsweise zur Injektion von Wasser oder einem Gas in die Kavität ausgebildet, wobei die Injektionsvorrichtung zweckmäßigerweise wenigs- tens einen Projektilträger aufweist, der mit einem oder mehreren Fluidkanälen durchsetzt sein kann und an seinem zur Aufnahme des Projektils ausgebildeten Ende eine Injektionsdüse ausbildet. Als Injektionsvorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann eine Gas-oder Wasser Injektionsvorrichtung (GIT-Inj ektor/WIT-Inj ektor) vorgesehen sein.

Als Spritzgießwerkzeug im Sinne der vorliegenden Patentanmel^¬ dung werden diejenigen Teile der Spritzgießvorrichtung bezeichnet, die eine den herzustellenden Artikel definierende Kavität bilden. Das Spritzgießwerkzeug im Sinne der Erfindung kann weitere bewegliche Formteile wie Schieber, bewegliche Formkerne und dergleichen aufweisen.

Als thermoplastische Formmasse im Sinne der Erfindung kann je- des beliebige thermoplastische Polymer vorgesehen sein. Bei^¬ spielsweise kann als thermoplastische Formmasse ein

thermoplastischer Kunststoff vorgesehen sein, der ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Polyethylen hoher Dichte, Poly^¬ amid, Polyamid 6, Polyamid 12, Polyurethan, Polycarbonat , Ac- rylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat , Polyketone,

Polystyrol, PPA (partiell aromatische Polyamide) , thermoplasti^¬ sche Polymere auf Olefinbasis, vernetzte thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis, thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis , thermoplastische Polyesterelastomere und thermo- plastische Copolymere.

Bei einer zweckmäßigen Variante des Verfahrens gemäß der Er^¬ findung ist vorgesehen, dass mehrere Projektile synchron, , durch die Läufe der Kavität getrieben werden, wobei durch je- weils einen Lauf ein Projektil getrieben wird.

Grundsätzlich kann die verdrängte Formmasse in eine in dem Spritzgießwerkzeug vorgesehenen Nebenkavität gefördert werden. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist al- lerdings vorgesehen, die verdrängte Formmasse in den Extruder zurückzuführen. Dies hat sich insbesondere im Hinblick auf einen ressourcenschonenden Umgang mit der thermoplastischen Formmasse als vorteilhaft erwiesen. Erfindungsgemäß kann bei^¬ spielsweise vorgesehen sein, den Anguss in die Kavität des Spritzgießwerkzeugs auf einer Seite des Spritzgießwerkzeugs vorzusehen, wohingegen auf einer gegenüberliegenden Seite des Spritzgießwerkzeugs die Injektionsvorrichtung vorgesehen ist.

Die verdrängte Formmasse kann über einen Kaltverteiler oder über einen Heißkanal in den Extruder zurückgeführt werden. Wenn die Projektile und die zugehörigen Läufe der Kavität eine unterschiedliche lichte Weite oder einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen, ist es zweckmäßig, die Geschwindigkeit, mit welcher die Projektile durch die Läufe getrieben werden, zu steuern. Die Erfindung sieht daher auch eine solche Steue^¬ rung vor.

Bei einer Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vor- gesehen, die Geschwindigkeit der Projektile jeweils über den Druck und/oder den Volumenstrom des zu injizieren Fluids zu steuern .

Alternativ ist bei dem Verfahren gemäß der Erfindung vorgese- hen, die Geschwindigkeit der Projektile durch eine Steuerung des von der verdrängten Formmasse erzeugten Gegendrucks zu be^¬ werkstelligen.

Beispielsweise kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Volumenstrom des die Projektile treibenden Fluids so gesteuert oder geregelt wird, dass die Projektile synchron durch die Läufe getrieben werden, insbesondere dann, wenn der Querschnitt oder die lichte Weite der Läufe und damit der Quer^¬ schnitt oder die äußeren Abmessungen der Projektile

unterschiedlich sind.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Volumenstrom der von dem Projektil verdrängten Formmasse so gesteuert oder geregelt wird, dass die Projektile synchron durch die Läufe getrieben werden. Synchron bedeutet, dass die Projektile etwa zeitgleich die vorgesehene Endlage, beispielsweise einen Endanschlag erreichen. Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfin^¬ dung ist vorgesehen, dass zur Injektion des Fluids eine einzige Pumpe verwendet wird, mit der die Projektile parallel im Sinne von zeitgleich mit dem Fluid beaufschlagt werden.

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus thermoplastischem Kunststoff umfassend wenigstens zwei sich vorzugsweise paral^¬ lel zueinander erstreckende Rohre, die einstückig an ein diese verbindendes Anschlussbauteil angeformt sind, umfassend we^¬ nigstens einen Extruder, ein Spritzgießwerkzeug, dessen Kavi- tät wenigstens zwei Läufe als Formhohlräume aufweist, welche jeweils die Kontur eines der Rohre abformen, und dessen Kavi- tät einen mit den Läufen kommunizierenden weiteren Formhohl- räum aufweist, der das Anschlussbauteil abformt, sowie eine

Injektionsvorrichtung mit wenigstens einem Injektor zur Injektion eines Fluids unmittelbar in einen der Läufe der Kavität und/oder gegen ein durch wenigstens einen der Läufe der Kavität zu treibendes Projektil.

Die Vorrichtung ist zweckmäßigerweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 7 ausgebildet.

Wenn das nach dem Verfahren herzustellende Bauteil beispiels- weise als Anschlussbauteil ein Anschlussgehäuse umfasst, in welches die mit diesem zu verbindenden Rohre münden sollen, erfordert ein verhältnismäßig geringer Abstand der in das An^¬ schlussgehäuse einmündenden Rohre zueinander eine besondere Ausbildung der Injektionsvorrichtung.

Eine Injektionsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung erfordert die Verwendung von Werkzeugeinsät^¬ zen als Injektoren. Um den Anforderungen des zu fertigenden Bauteils gerecht zu werden, können beispielsweise Kombinatio^¬ nen von Gas- und Wasserinjektoren als separate Werkzeugeinsätze vorgesehen sein. Vorzugsweise umfasst die Injektionsvorrichtung mehrere neben^¬ einander angeordnete Injektoren, von welchen wenigstens einer einen Projektilträger aufweist.

Weiterhin vorzugsweise zeichnet sich die Vorrichtung gemäß der Erfindung durch einen einzigen Fluidinj ektionsblock als Injektor aus, welcher mehrere nebeneinander angeordnete Projektil^¬ träger aufweist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform Vorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass Wasser als Fluid mehreren Projektilträgern mittels einer gemeinsamen Pumpe zugeführt wird. Als Pumpe ist zweckmäßigerweise eine

Hochdruckpumpe vorgesehen, die über einen Verteiler an mehrere Projektilträger angeschlossen sein kann.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass in wenigstens einer Wasserzufuhr zu einem Projektilträger eine einstellbare Drossel vorgesehen ist.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass ein Heißkanal zwischen der Kavität und dem Extruder angeordnet ist, an welchen die Läufe jeweils mit einem Abgang angeschlos^¬ sen sind.

In wenigstens einem Abgang kann eine Pinole mit Nadelver- schluss als einstellbare Drossel vorgesehen sein. Über die Drossel lässt sich der Gegendruck der Schmelze bzw. der verdrängten thermoplastischen Formmasse so einstellen, dass dar- über die Geschwindigkeit des Projektils gesteuert werden kann. Die Läufe und die Projektile können einen symmetrischen Querschnitt, beispielsweise einen runden Querschnitt aufweisen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Läufe und die Pro- file jeweils einen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt aufweisen. Auf diese Art und Weise lässt sich beispielsweise in vorteilhafter Art und Weise ein Doppelrohr mit einem etwa runden Gesamtquerschnitt herstellen. Der Begriff Gesamtquerschnitt bezieht sich auf die Hüllkurve einer Anordnung zweier paralleler Rohre.

Obwohl sich das Verfahren dazu eignet, Mehrfachrohre mit sich zueinander parallel erstreckenden Rohrabschnitten herzustellen, ist die Erfindung grundsätzlich so zu verstehen, dass die Rohre des Bauteils sich nicht oder nur über eine Teillänge pa^¬ rallel zueinander erstrecken. Dementsprechend ist es nicht notwendigerweise erforderlich, dass die Läufe der Kavität sich zueinander parallel erstrecken. Ein anderer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Bauteil aus thermoplastischem Kunststoff, das vorzugsweise nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und weiterhin vorzugsweise unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 15 hergestellt wurde. Das Bauteil umfasst we- nigstens zwei sich vorzugsweise parallel zueinander erstre^¬ ckende Rohre aus thermoplastischem Kunststoff, die einstückig an ein diese verbindendes Anschlussbauteil angeformt sind, wo^¬ bei das Anschlussbauteil als Anschlussgehäuse eines Einfüll^¬ rohres für einen Fluidbehälter ausgebildet ist.

Obwohl das Bauteil bevorzugt zwei sich über wenigstens eine Teillänge parallel zueinander erstreckende Rohre umfasst, ist es im Rahmen der Erfindung, dass die Rohre des Bauteils nicht oder nur teilweise parallel zueinander verlaufen. Die Rohre des Bauteils können wenigstens über einen Teil ihrer Länge, zumindest insoweit diese sich etwa parallel zueinander erstrecken, über wenigstens eine Materialbrücke einstückig miteinander verbunden sein.

Weiterhin können die Rohre einen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt aufweisen.

Zweckmäßigerweise bilden die Rohre zwischen sich wenigstens eine Einschnürung, deren Breite zwischen 2 und 6 mm beträgt.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren erläutert .

Es zeigen:

Figur 1 eine vereinfachte Schnittansicht durch ein Spritz^¬ gießwerkzeug als Teil der erfindungsgemäßen Vorrich- tung, welches zwei separate Injektoren aufweist,

Figur 2 eine der Figur 1 entsprechende Ansicht einer alterna^¬ tiven Ausgestaltung des Spritzgießwerkzeugs mit einem Injektor, der als Wasserinjektionsblock mit zwei Pro- j ektilträgern ausgebildet ist, eine den Figuren 1 und 2 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltung des Spritzgießwerkzeugs mit einem Injektor, der als Wasserinjektionsblock mit zwei Projektilträgern ausgebildet ist,

Figur 4a eine schematische Darstellung der mit dem erfindungs^¬ gemäßen Verfahren herzustellenden Bauteilkontur, wobei Teile des Spritzgießwerkzeugs nicht dargestellt sind, Figur 4b eine Stirnansicht auf die in Figur 4 A dargestellte Bauteilkontur,

Figur 5 eine der Figur 4 entsprechende Ansicht einer alterna^¬ tiven Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Figuren 6a

bis 6c verschiedene Querschnitte durch das Bauteil

gemäß der Erfindung. Zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird zunächst Bezug genommen auf die Figuren 1 und 5. Figur 1 zeigt Teile der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und zur Herstellung des Bauteils gemäß der Erfindung. Die Vorrichtung wird im Folgenden als Spritzgießvorrichtung 1 bezeichnet. Die Spritzgießvorrichtung 1 umfasst ein Spritzgießwerkzeug 2, einen Extruder 3 sowie eine Injektionsvorrichtung 4. Die Injektionsvorrichtung 4 umfasst einen oder mehrere Injektoren 5. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 umfasst die Injekti^¬ onsvorrichtung 4 zwei Injektoren 5, von welchen einer als Was- ser Injektor (WIT Verfahren) und der andere als Gas Injektor

(GIT Verfahren) ausgebildet ist. Der Wasser Injektor 5 umfasst einen Projektilträger 6 zur Aufnahme eines Projektils 7.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen nur denjenigen Teil der Spritzgieß- Vorrichtung, an welchen die Injektionsvorrichtung 4 angeschlossen ist, wohingegen die Figuren 4a und 5 denjenigen Teil der Spritzgießvorrichtung zeigen, an welchen der Extruder 3 angeschlossen ist. Das Spritzgießwerkzeug 2 ist in bekannter Art und Weise aus mehreren Werkzeugteilen zusammengesetzt und bildet eine Kavi^¬ tät, die in mehrere Formhohlräume unterteilt ist. Die Form^¬ hohlräume, die miteinander kommunizieren, definieren die

Gestalt des zu fertigenden Bauteils 11. Die Kavität umfasst zwei Läufe 8 als Formhohlräume sowie einen weiteren Formhohl^¬ raum 9, der die Kontur eines Anschlussgehäuses 10 des Bauteils 11 definiert. Das Projektil 7 besitzt ein Querschnittsprofil, das dem Querschnittsprofil eines Laufs 8 der Kavität ent- spricht, und zwar desjenigen Laufs 8 (in Figur 1 links) in welchen der sogenannte PIT Injektor 5 einsetzbar ist. Der andere Lauf 8 der Kavität besitzt eine geringere lichte Weite o- der einen geringeren Durchmesser als derjenige Lauf 8, in den der PIT Injektor 5 einsetzbar ist. Der diesem Lauf 8 zugeord- nete Injektor 5 ist als Gas Injektor (GIT Injektor) ausgebildet .

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ist vorgesehen, die Kavität des Spritzgießwerkzeug zunächst mittels des Extruders 3 mit einer thermoplastischen Formmasse zu füllen. Sodann wird etwa zeitgleich die thermoplastische Formmasse aus beiden Läu^¬ fen 8 der Kavität einerseits mittels des Fluid getriebenen Projektils 7 und andererseits durch ein Fluid unmittelbar in dem Extruder 3 zurück getrieben, wobei das Projektil 7 durch den in Figur 1 links dargestellten Lauf 8 getrieben wird und synchron in dem sich dazu parallel erstreckenden Lauf 8 der Kavität die thermoplastische Formmasse unmittelbar durch den Druck des Fluids verdrängt wird. Das Fluid, in einem Falle Wasser, in dem anderen Fall Gas wird durch Fluidkanäle 14 be- reitgestellt, welche die Injektoren 5 durchsetzen.

Wie dies in Figur 4a schematisch dargestellt ist, sind die beiden Läufe 8 über einen Anschnitt bzw. über einen Kaltverteiler 19 an den Extruder 3 angeschlossen. In Figur 4a ist die Kontur des zu fertigenden Bauteils 11 ohne die dieses umgebenden Teile des Spritzgießwerkzeugs 2 dargestellt. Das Bauteil 11, welches beispielsweise als dop^¬ pelläufige Einfüllvorrichtung für einen Fluidbehälter ausge- bildet ist, umfasst ein erstes Rohr 12 als Einfüllrohr sowie ein zweites Rohr 13 als Entlüftungsrohr und das zuvor erwähnte Anschlussgehäuse 10, an welches das erste und das zweite Rohr 12, 13 einstückig angeformt sind. Wie dies insbesondere der Zusammenschau der Figuren 4a und 4b zu entnehmen ist, sind das erste Rohr 12 und das zweite Rohr 13 in das Anschlussgehäuse 10 hinein geführt und münden in dieses.

Figur 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Spritzgieß^¬ vorrichtung 1 gemäß der Erfindung. In Figur 2 sowie in allen weiteren Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszei^¬ chen versehen.

Die Injektionsvorrichtung 4 umfasst einen einzigen Injektor 5 der als Wasser Injektor mit zwei Projektilträgern 6 ausgestat- tet ist. Der Injektor 5 bildet einen einzigen Werkzeugeinsatz bzw. Wasserinjektionsblock. Jeder der Projektilträger 6 ist mit einem Projektil 7 bestückt.

Der Begriff Injektionsvorrichtung 4 im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst Mittel zur Bevorratung des Fluids sowie we^¬ nigstens eine Hochdruckpumpe zur Druckbeaufschlagung des Flu^¬ ids .

Der Injektor 5 des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2 umfasst zwei Fluidkanäle 14, die an verschiedene Druckmittelquellen o- der an eine einzige Druckmittelquelle, beispielsweise an eine gemeinsame Hochdruckpumpe angeschlossen sein können.

Im Übrigen entspricht das Verfahren zur Herstellung des Bau- teils 10 unter Verwendung der Spritzgießvorrichtung 1 gemäß Figur 2 etwa demjenigen Verfahren unter Verwendung der Spritzgießvorrichtung 2 gemäß Figur 1. Die Verfahren unterscheiden sich dahingehend, dass zwei Projektile 7 synchron und paral^¬ lel, d.h. zeitgleich, durch die sich parallel erstreckenden Läufe 8 der Kavität getrieben werden. Beide Läufe 8 besitzen eine unterschiedliche lichte Weite sodass jeweils eine Schmel^¬ zefront mit unterschiedlichem Querschnitt zu verdrängen ist.

Die Steuerung der Geschwindigkeit der Projektile 7 kann bei^¬ spielsweise derart erfolgen, dass in einem Abgang 15 eines der Läufe 8, wie dies beispielsweise in Figur 5 dargestellt ist immer eine Drossel 16 vorgesehen ist, mit welcher der Volumenstrom der verdrängten thermoplastischen Formmasse steuerbar ist. Die Drossel 16 kann beispielsweise als Pinole mit Nadel- verschluss ausgebildet sein.

Wie dies aus Figur 5 zu entnehmen ist, ist die Drossel 16 in demjenigen Abgang vorgesehen, der dem Lauf 8 mit dem größern Querschnitt oder mit der größeren lichten Weite zugeordnet ist. Die Abgänge 15 der Läufe 8 der Kavität sind an einen Heißkanal 17 angeschlossen, der wiederum mit dem Extruder 3 kommuniziert .

Eine weitere Variante der Spritzgießvorrichtung 1 gemäß der Erfindung ist in Figur 3 dargestellt. Auch in Figur 3 sind Bauteile, die denjenigen in den Figuren 1 und 2 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 unterscheidet sich nur dahingehend vor dem Aus^¬ führungsbeispiel gemäß Figur 2, dass in einer Wasserzufuhr bzw. in einem Fluidkanal 14 eine einstellbare Drossel 16 vor^¬ gesehen ist mit welcher der Volumenstrom des dem Projektilträger 5 zugeführten Wassers steuerbar ist. Über die Steuerung des Volumenstroms des Wassers lässt sich die Geschwindigkeit des betreffenden Projektils 7 einstellen, sodass sicherge^¬ stellt ist, dass beide Projektile 7 synchron durch die sich parallel erstreckenden Läufe 8 getrieben werden. Die Variante der Spritzgießvorrichtung 1 gemäß Figur 3 kann auf Seiten der Anordnung des Extruders 3 entsprechend der Dar^¬ stellung gemäß Figur 4a ausgebildet sein, alternativ kann diese Variante der Spritzgießvorrichtung 1 auch entsprechend der Darstellung gemäß Figur 5 ausgebildet sein. Eine Regelung des Volumenstroms des zugeführten Wassers oder Fluids kann zu^¬ sätzlich oder alternativ zur Steuerung des Gegendrucks der Schmelze bzw. zur Steuerung des Volumenstroms durch einen der Abgänge 15 vorgesehen sein. Figur 4b veranschaulicht beispielsweise als stirnseitige An^¬ sicht des Bauteils 11 die Anordnung des Einfüllrohres 12 und des Entlüftungsrohr 13 in dem Anschlussgehäuse 10.

Die Figuren 6a bis 6c zeigen verschiedene Querschnitte durch das Bauteil 11, welches mit dem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten wird. Das Bauteil 11 gemäß der Figuren 6a bis 6c um- fasst, wie vorstehend beschrieben, das Anschlussgehäuse 10 so^¬ wie ein Einfüllrohr 12 und ein Entlüftungsrohr 13. Dargestellt ist ein Querschnitt durch das Einfüllrohr 12 und das Entlüf- tungsrohr 13, die über eine Materialbrücke 18 miteinander verbunden sind.

Die in den Figuren 6a bis 6c gezeigten Querschnitte sind un^¬ symmetrisch und wurden mittels Projektilinjektion von Projek- tilen 7 mit nicht rotationssymmetrischem Querschnitt erhalten. Bezugs zeichenliste

Spritzgieß orrichtung

SpritzgießWerkzeug

Extruder

Inj ektionsVorrichtung

Inj ektor

Proj ektilträger

Proj ektil

Läufe der Kavität

weiterer Formhohlraum

Anschlussgehäuse

Bauteil

Einfüllrohr

Entlüftungsrohr

Fluid Kanäle

Abgang

Drossel

Heißkanal

Materialbrücke

Kaltverteiler

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus thermoplasti^¬ schem Kunststoff durch Spritzgießen umfassend wenigstens zwei Rohre, die einstückig an ein diese verbindendes Anschlussbau^¬ teil angeformt sind, unter Verwendung wenigstens eines Extru- ders (3) und eines Spritzgießwerkzeugs (2), dessen Kavität wenigstens zwei Läufe (8) als Formhohlräume aufweist, welche jeweils die Kontur eines der Rohre abformen, und dessen Kavität einen mit den Läufen (8) kommunizierenden weiteren Formhohlraum (9) aufweist, der das Anschlussbauteil abformt, sowie unter Verwendung wenigstens einer Injektionsvorrichtung (4) zur Injektion eines Fluids unmittelbar in wenigstens einen Lauf (8) der Kavität und/oder gegen wenigstens ein durch den Lauf (8) der Kavität zu treibendes Projektil (7), wobei zu^¬ nächst die Kavität mit einer thermoplastischen Formmasse ge- füllt wird und sodann durch jeden der Läufe (8) der Kavität unter Verdrängung einer flüssigen Seele der Formmasse ein Fluid und/oder ein Projektil (7) getrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass we- nigstens zwei Projektile (7) synchron durch die sich vorzugs^¬ weise parallel erstreckenden Läufe (8) der Kavität getrieben werden .

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass die verdrängte Formmasse in den Extruder

(3) zurückgeführt wird oder in eine Nebenkavität gefördert wird .

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verdrängte Formmasse über einen Kalt^¬ verteiler (19) oder über einen Heißkanal (17) in den Extruder (3) zurückgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom des die Projektile (7) trei^¬ benden Fluids so gesteuert oder geregelt wird, dass die

Projektile (7) gleichzeitig eine Endlage erreichen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Volumenstrom der verdrängten Formmasse so gesteuert oder geregelt wird, dass die Projektile (7) gleichzeitig eine Endlage erreichen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung einer einzigen Pumpe, mit welchem die Projektile (7) parallel mit dem Fluid beaufschlagt werden.

8. Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils (11) aus thermo^¬ plastischem Kunststoff umfassend wenigstens zwei Rohre, die einstückig an ein diese verbindendes Anschlussbauteil ange^¬ formt sind, umfassend wenigstens einen Extruder (3) , ein

Spritzgießwerkzeug (2), dessen Kavität wenigstens zwei Läufe (8) als Formhohlräume aufweist, welche jeweils die Kontur ei^¬ nes der Rohre abformen, und dessen Kavität einen mit den Läufen (8) kommunizierenden weiteren Formhohlraum (9) aufweist, der das Anschlussbauteil formt, sowie eine Injektionsvorrich^¬ tung (4) mit wenigstens einem Injektor (5) zur Injektion eines Fluids unmittelbar in einen der Läufe (8) der Kavität und/oder gegen ein durch wenigstens einen der Läufe (8) der Kavität zu treibendes Projektil.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch mehrere nebeneinander angeordnete Injektoren (5) , von welchen wenigstens einer einen Projektilträger (6) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen einzigen Fluidinj ektionsblock als Injektionsvorrichtung (4), welcher mehrere nebeneinander angeordnete Projektilträger (6) aufweist .

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, umfassend eine gemeinsame

Pumpe, mittels welcher Wasser als Fluid mehreren Projektilträ^¬ gern (6) zugeführt wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch ge- kennzeichnet, dass in wenigstens einer Wasserzufuhr zu einem

Projektilträger (5) eine einstellbare Drossel (16) vorgesehen ist .

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekenn- zeichnet durch einen Heißkanal (17) zwischen der Kavität und dem Extruder (3), an welchen die Läufe (8) jeweils mit einem Abgang (15) angeschlossen sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Abgang (15) eine steuerbare Drossel (16) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Läufe (8) und wenigs- tens eines der Projektile (7) einen nicht

rotationssymmetrischen Querschnitt aufweisen.

16. Bauteil aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend wenigstens zwei sich vorzugsweise parallel zuei^¬ nander erstreckende Rohre aus thermoplastischem Kunststoff die einstückig an ein diese verbindendes Anschlussbauteil ange^¬ formt sind, wobei das Anschlussbauteil als Anschlussgehäuse (10) eines Einfüllrohres für einen Fluidbehälter ausgebildet ist .

17. Bauteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre wenigstens über einen Teil ihrer Länge über wenigstens eine Materialbrücke (18) einstückig miteinander verbunden sind .

18. Bauteil nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Rohre einen nicht ro- tationssymmetrischen Querschnitt aufweist.

19. Bauteil nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch ge^¬ kennzeichnet, dass die Rohre zwischen sich wenigstens eine Einschnürung aufweisen, deren Breite zwischen 2 und 6 mm be- trägt.