Spritzgegossenes Polymergehäuse mit Einlegeteilen und integrierten statischen und dynamischen Dichtungskomponenten (Konzept) (Bild: Institute of Polymer Science and Processing (iPSP), Hochschule Aalen)
31.10.2016 Nachbearbeitungsfreies Herstellen einer dynamischen Dichtung
Herstellung eines harten Kunststoffgehäuses mit integrierter, weicher Dichtung durch Montagespritzgießen
Mehrkomponentenspritzgießen ermöglicht die Herstellung von komplexen Hybridsystemen, durch die Möglichkeit verschiedene Kunststoffe effizient miteinander zu fügen. Die Herstellung eines nachbearbeitungsfreien Kunststoffgehäuses mit integrierter, dynamischer Dichtung ist momentan nicht Stand der Technik. Derzeit werden meist separat gefertigte Gummidichtungen in einem zeit- und kostenintensiven Montageschritt in ein Gehäuse eingebaut. Deshalb ist es sinnvoll, sich mit der Auswahl spritzgießbarer, thermoplastischer Werkstoffe für die Herstellung eines harten Kunststoffgehäuses mit integrierter, weicher Dichtung durch Montagespritzgießen zu beschäftigen.
Um eine bindenaht- und nachbearbeitungsfreie Dichtung mit präzise ausgeformter Dichtlippe herzustellen, ist ein geeignetes Werkzeugkonzept erforderlich. Das entwickelte Werkzeugkonzept mit Schirmanguss-System und automatischer Abtrennung des Schirms bei Öffnung des Werkzeuges erlaubt die Herstellung des gewünschten Hart-Weich-Verbundes mit kreisrunder Dichtkontur und bringt vergleichsweise fertigungstechnische und ökonomische Vorteile. Eine Machbarkeitsstudie zur Herstellung eines Hart-Weich-Verbundes mit dynamischer Dichtungsfunktion zeigt eine gute Verbundhaftung zwischen den beiden Fügepartnern und eine präzise ausgeformte Dichtkontur, die der Anwendung entsprechende, gute thermo-mechanische Eigenschaften aufweist.
Abgedichtete Pumpengehäuse für Anwendungen in der Industrie oder der Automobiltechnik [1] sind i.d.R. monolithisch und bestehen meist aus Metallguss. Sie erfordern eine aufwändige, mechanische Nachbearbeitung zur Fertigstellung sowie die Montage von statischen und dynamischen Dichtelementen aus Elastomeren. Durch Substitution eines Metallgussgehäuses durch ein Kunststoffgehäuse lassen sich beim Gießen Energie sowie zusätzliche mechanische Nachbearbeitungsschritte einsparen. Dadurch reduzieren sich die Produktionszeit und die Kosten [2]. Montagespritzgießen erlaubt die einfache Integration von Dichtungen in ein Kunststoffgehäuse und eine kosten- und energieeffiziente Umsetzung von technisch anspruchsvollen und gewichtsreduzierten Bauweisen, indem es multifunktionale hybride Mischbauweisen mit signifikant reduzierter Gesamtmasse ermöglicht [3, 4, 5]. Nachfolgend steht die nachbearbeitungsfreie Herstellung einer Gehäusestruktur mit integrierter dynamischer Dichtung durch Montagespritzgießen (Bild 1) im Fokus.
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