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Patent Searching and Data


Title:
MOULD FOR PRODUCING FIBRE-REINFORCED PLASTICS PARTS, SEAL FOR SUCH A MOULD AND METHOD FOR SEALING OFF SUCH A MOULD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/086889
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to create a mould (1) for producing fibre-reinforced plastics parts, having at least two mould halves (2, 3) which each have a mould surface (4, 5) and a sealing surface (6, 7) comprising the mould surface (4, 5), wherein the mould halves (2, 3) form, in an assembled position, with the mould surfaces (4, 5) located opposite one another, a cavity (16) that is sealed off by the sealing surfaces (6, 7) bearing against one another and corresponds in shape to the shape of the fibre-reinforced plastics part, wherein a groove (10) with a seal (11) arranged therein is provided in at least one of the sealing surfaces (6, 7), it is proposed that at least one first pressure medium line (12) that leads into the groove (10) be provided, the groove (10) being able to be subjected to negative and/or positive pressure via said first pressure medium line (12).

Inventors:
METZGER INGO (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/077316
Publication Date:
May 17, 2018
Filing Date:
October 25, 2017
Export Citation:
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Assignee:
C OTTO GEHRCKENS GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B29C33/00; F16J15/10; B29C70/46; B29L31/26
Foreign References:
FR2168041A11973-08-24
DE2122581A11972-11-16
EP1484150A22004-12-08
DE9405901U11994-05-26
DE102011077463A12012-12-20
DE20021270U12001-03-08
EP1561978A12005-08-10
US3061321A1962-10-30
DE102014211640A12015-12-24
DE102010043401A12012-05-10
Attorney, Agent or Firm:
MÜLLER VERWEYEN PATENTANWÄLTE (DE)
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Claims:
Ansprüche :

1. Formwerkzeug (1) zur Herstellung von faserverstärkten

Kunststoffteilen mit

- wenigstens zwei Werkzeughälften (2,3) , welche jeweils eine Formoberfläche (4,5) und eine die Formoberfläche (4,5) umfassende Dichtfläche (6,7) aufweisen, wobei

- die Werkzeughälften (2,3) in einer zusammengesetzten Stellung mit den gegenüber liegenden Formoberflächen (4,5) einen durch die aneinander anliegenden Dichtflächen (6,7) abgedichteten, der Form des faserverstärkten Kunststoffteiles formentsprechenden Hohlraum (16) bilden, wobei

- in wenigstens einer der Dichtflächen (6,7) eine Nut (10) mit einer darin angeordneten Dichtung (11) vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

- wenigstens eine in die Nut (10) mündende erste Druckmittelleitung (12) vorgesehen ist, über welche die Nut (10) mit Unter- und/oder Überdruck beaufschlagbar ist.

2. Formwerkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Hohlraum (16) über eine zweite Druckmittelleitung (8) mit Unter-und/oder Überdruck beaufschlagbar ist, und

- die in die Nut (10) mündende erste Druckmittelleitung (12) und die in den Hohlraum (16) mündende zweite Druckmittelleitung (8) über eine gemeinsame Druckluftzufuhr (17) mit Unterdruck und/oder Überdruck beaufschlagbar sind .

3. Formwerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - die Nut (10) im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist, und

- eine Grundfläche (21) und zwei sich seitlich davon zu der Oberfläche der Werkzeughälfte (2,3) hin erstreckende Seitenwandungen (22,23) aufweist, und

- die erste Druckmittelleitung (12) in die Grundfläche (21) der Nut (10) mündet.

Formwerkzeug (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die erste Druckmittelleitung (12) zentrisch in die Nut (10) mündet.

Formwerkzeug (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Dichtung (11) in der Nut (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 15 ausgebildet ist, wobei

- die Dichtung (11) derart positioniert ist, dass die Vertiefung (13) mit einer gegenüber liegenden Wandung der Nut (12) eine Kavität (24) bildet, in welche die erste Druckmittelleitung (12) mündet.

Dichtung (11) für ein Formwerkzeug (1) mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) eine Vertiefung (13) aufweist.

Dichtung (11) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Vertiefung (13) durch einen geschlossenen Ring ge- bildet ist.

8. Dichtung (11) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Vertiefung (13) im Querschnitt senkrecht zu der Längserstreckung der Dichtung (11) eine Halbkreisform aufweist .

9. Dichtung (11) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Vertiefung (13) im Querschnitt senkrecht zu der Längserstreckung der Dichtung (11) eine Trapezform mit einer sich zur Außenseite hin vergrößernden Breite aufweist .

10. Dichtung (11) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Dichtung (11) im Querschnitt ein Rechteckprofil aufweist .

11. Dichtung (11) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Dichtung (11) eine Radialaußenseite (25) und eine Radialinnenseite (26) aufweist, welche derart geformt sind, dass sie im Querschnitt in wenigstens einem ersten Abschnitt (14) konisch aufeinander zulaufen.

12. Dichtung (11) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass

- der erste Abschnitt (14) eine Breite (H4) von 30 bis 50% der Breite (Hl) der Radialaußenseite (25) und der Radialinnenseite (26) aufweist.

13. Dichtung (11) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass - die Radialinnenseite (26) und die Radialaußenseite (25) in dem ersten Abschnitt (14) in einem Winkel (2W) von 1 bis 20 Grad zueinander vorzugsweise von 12 bis 16 Grad zueinander ausgerichtet sind.

14. Dichtung (11) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Radialaußenseite (25) und die Radialinnenseite (26) in einem zweiten Abschnitt (15) parallel zueinander ausgerichtet sind.

15. Dichtung (11) nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Vertiefung (13) an einer der Axialseiten (27,28) der Dichtung (11) angeordnet ist.

16. Dichtung (11) nach Anspruch 15 und nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Vertiefung (13) an der Axialseite (27) der Dichtung (11) angeordnet ist, in Richtung der die Radialinnenseite (26) und die Radialaußenseite (25) aufeinander zulaufen.

17. Dichtung (11) nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Dichtung (11) als ein geschlossener Dichtring ausgebildet ist.

18. Verfahren zum Anordnen und/oder Entfernen einer Dichtung

(11) in und/oder aus einem Formwerkzeug (1) mit den Merkmalen einer der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Dichtung (11) durch Beaufschlagen der Nut (10) mit Unterdruck in die Nut (10) gezogen wird und/oder durch das Beaufschlagen der Nut (10) mit Überdruck aus der Nut (10) ausgestoßen wird.

Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass - die Nut (10) und der Hohlraum (16) des Formwerkzeuges (1) mittels einer zentralen Drucklufteinrichtung (19) und einer zugehörigen Steuereinrichtung (18) sukzessive und/oder zeitlich überlappend mit Unterdruck und/oder Überdruck beaufschlagt werden.

Description:
Formwerkzeug zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen, Dichtung für ein derartiges Formwerkzeug und Verfahren zum Abdichten eines derartigen Formwerkzeuges

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, eine Dichtung für ein derartiges Formwerkzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 6 und ein Verfahren zum Abdichten eines derartigen Formwerkzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 18.

Solche Formwerkzeuge werden z.B. in RTM (Resin Transfer Moul- ding) -Verfahren verwendet und weisen in der Regel wenigstens zwei Werkzeughälften auf, welche jeweils eine definierte Formoberfläche aufweisen, die so geformt sind, dass in der zusammengesetzten Position zwischen den Werkzeughälften ein der Form des herzustellenden Kunststoffteils entsprechender Hohlraum vorgesehen ist. Solche Kunststoffteile können z.B. Verkleidungsteile, Karosserieteile oder auch Teile der Tragstruktur von Fahrzeugen sein. Ferner werden solche Kunststoffteile auch im Flugzeugbau oder Schiffbau verwendet. Generell werden solche Kunststoffteile überall dort eingesetzt, wo größere Bauteile mit einer komplexen Formgebung und einer gleichzeitig hohen Formstabilität verwirklicht werden sollen. Das Formwerkzeug weist ferner wenigstens eine in den Hohlraum mündende Druckmittelleitung auf, durch welcher der Hohlraum mit Unterdruck beaufschlagbar ist. Der Hohlraum mit dem darin vorhandenen Unterdruck ist durch eine umlaufende Dichtung gegenüber der Umgebung abgedichtet, so dass in dem Hohlraum sehr geringe Drücke gegenüber der Umgebung verwirklicht werden können. Fer ner weist das Formwerkzeug ein oder mehrere Einspritzkanäle auf, welche in den Hohlraum münden, und durch welche Kunststoff in flüssiger Form zur Herstellung des Kunststoffteiles in den evakuierten Hohlraum eingespritzt wird.

Das faserverstärkte Kunststoffteil wird dadurch hergestellt, indem in einem Vorbereitungsschritt zuerst eine Faserverstärkung in Form von einer oder mehreren Matten in den Hohlraum eingelegt wird. Anschließend werden die Werkzeughälften zusam mengefahren, so dass der Hohlraum unter Abdichtung über die Dichtung gegenüber der Umgebung geschlossen wird. In einem nächsten Schritt wird der Hohlraum mit der eingelegten Faserverstärkung mit Vakuum beaufschlagt und schließlich der Kunst stoff in flüssiger Form mit Überdruck in den Hohlraum eingespritzt, wobei die Dichtung dann verhindert, dass der Kunststoff aus dem Hohlraum in die Umgebung austritt.

Ein Problem bei solchen Formwerkzeugen ist die Abdichtung des Hohlraumes. Dazu ist in wenigstens einer der Werkzeughälften eine Nut vorgesehen, welche den Hohlraum einmal vollständig umläuft. In die Nut wird eine Gummidichtschnur eingelegt, wel che ein bestimmtes Übermaß gegenüber der Nut aufweist und dadurch beim Zusammenfügen der Werkzeughälften unter Erhöhung der Anpresskräfte an die Dichtflächen in der Nut zusammengedrückt wird, wodurch wiederum eine erhöhte Dichtwirkung erzielt wird. Eine solche Dichtschnur für ein Formwerkzeug der gattungsgemäßen Art ist z.B. aus der DE 10 2014 211 640 AI be kannt .

Die Dichtschnür ist in der Länge so bemessen bzw. wird nach dem Einlegen so auf Länge geschnitten, dass ihre Enden stirnseitig aneinander anliegen. Da die herzustellenden Kunststoff teile sehr groß sein können und außerdem eine komplexe Außengeometrie aufweisen können, weist die Nut eine sehr große Länge mit einem entsprechend komplexen Verlauf auf, wobei insbesondere auch Höhensprünge zu überwinden sind. Dementsprechend wird dann eine Dichtschnur entsprechender Länge in der Nut verlegt. Das Verlegen der Dichtung stellt einen erheblichen Aufwand dar, wobei es von besonderer Bedeutung ist, dass die Enden trotz der großen Länge und dem komplexen Verlauf möglichst dichtend mit ihren Stirnseiten aneinander anliegen.

Ein besonderes Problem bei solchen Formwerkzeugen ist es ferner, dass der in den Hohlraum eingespritzte Kunststoff zumindest teilweise auch in die Nut der Dichtung eindringt. Dadurch kann die Dichtwirkung der Dichtung bei der nächsten Verwendung des Formwerkzeuges verschlechtert werden. Aus diesem Grunde muss die Dichtung im Extremfall nach jeder Herstellung eines Formteiles entfernt und gereinigt werden. Außerdem muss die Nut selbst aufwendig gereinigt werden, bevor die gereinigte Dichtschnur wieder eingelegt werden kann. Sollte das Reinigen der Dichtschnur nicht mehr möglich sein oder der Reinigungsaufwand zu groß sein muss eine neue Dichtschnur eingelegt werden. Vor diesem Hintergrund wurde in der DE 10 2010 043 401 AI bereits vorgeschlagen, vor oder nach jedem Entnehmen eines Kunststoffteiles eine neue Dichtung einzusetzen, so dass wenigstens die Dichtung selbst nicht mehr gereinigt werden muss. Nachteilig bei dieser Lösung sind aber die durch die Verwendung der stets neuen Dichtung entstehenden hohen Kosten.

Neben dem Reinigungsaufwand der Dichtung und der Nut an sich ist es ferner von Nachteil, dass zur Reinigung Werkzeuge und zusätzliche Reinigungsmittel verwendet werden müssen, wodurch die Oberflächen der Werkzeughälften insbesondere im Bereich der Dichtflächen der Nut und die Oberfläche der Dichtung be- schädigt werden können. Dies ist insbesondere dann ein Problem, wenn die Werkzeughälften und/oder die Dichtung eine spezielle Beschichtung aufweisen und die Beschichtung bei der Reinigung teilweise beschädigt werden kann. Dabei kann es passieren, dass die Dichtschnur nur mit einem Werkzeug unter Aufbringen von entsprechenden Kräften entfernt werden kann, wenn sie durch das Anhaften von verfestigtem Kunststoff in der Nut verklebt ist, wodurch die mechanische Belastung der Oberflächen während des Reinigens weiter erhöht wird.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Formwerkzeug zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen, eine Dichtung für ein derartiges Formwerkzeug und ein Verfahren zum Abdichten eines derartigen Formwerkzeuges bereitzustellen, welche eine verbesserte Abdichtung des Hohlraumes mit einem gleichzeitig geringeren Reinigungsund Wechselaufwand der Dichtung ermöglichen.

Erfindungsgemäß werden zur Lösung der gestellten Aufgabe ein Formwerkzeug mit den Merkmalen von Anspruch 1, eine Dichtung mit den Merkmalen von Anspruch 6 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 18 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den zugehörigen Figuren zu entnehmen.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird nach Anspruch 1 vorgeschlagen, dass in dem Formwerkzeug wenigstens eine in die Nut mündende erste Druckmittelleitung vorgesehen ist, über welche die Nut mit Unter- und/oder Überdruck beaufschlagbar ist. Der Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist darin zu sehen, dass die Dichtwirkung der Dichtung in der Nut durch eine Beaufschlagung der Nut mit Unterdruck erhöht werden kann, da die Dichtung dadurch zusätzlich in die Nut hineingezogen werden kann und sich dabei der Druck der Dichtung auf die seitlichen Nutflanken erhöht. Ferner kann das Einlegen der Dichtung dadurch erheblich vereinfacht werden, indem die Dichtung nur lose in die Nut eingelegt wird, und das abschließende Einbringen der Dichtung in die Nut, dadurch bewirkt wird, indem die Dichtung durch das Aufbringen von Unterdruck in die Nut eingezogen wird. Umgekehrt kann durch das vorgeschlagene Formwerkzeug auch das Entfernen der Dichtung erleichtert werden, indem die Nut mit der darin angeordneten Dichtung über die erste Druckmittelleitung mit Überdruck beaufschlagt wird, und die Dichtung dadurch zumindest aus der Nut gelöst und leicht angehoben wird. Im Idealfall kann die Dichtung dadurch ohne Werkzeug montiert und wieder demontiert werden, wodurch die Oberflächen geschont und die Wechselintervalle der Dichtung verlängert werden können. Die Dichtung wird dadurch weniger belastet und kann häufiger wiederverwendet werden. Die Dichtung weist dabei wie im Stand der Technik bekannt gegenüber der Nut ein Übermaß auf, so dass die Dichtung beim Zusammenfügen der Werkzeughälften gegen die Innenwandungen der Nut, welche auch als Nutflanken bezeichnet werden, ge- presst wird, und die mit Unterdruck beaufschlagte Nut selbst zusätzlich gegenüber dem Hohlraum abgedichtet wird. Dadurch kann verhindert werden, dass der in den Hohlraum eingespritzte Kunststoff durch den angelegten Unterdruck zusätzlich in die Nut hineingezogen wird.

Die Druckbeaufschlagung der Nut kann konstruktiv besonders einfach verwirklicht werden, indem der Hohlraum über eine zweite Druckmittelleitung mit Unter- und/oder Überdruck beaufschlagbar ist, und die in die Nut mündende erste Druckmittelleitung und die in den Hohlraum mündende zweite Druckmittel - leitung über eine gemeinsame Druckluftzufuhr mit Unterdruck und/oder Überdruck beaufschlagbar sind. Damit kann der bereits vorhandene Druckluftanschluss zur Beaufschlagung des Hohlraumes mit Unterdruck zusätzlich auch zur Beaufschlagung der Nut mit Unterdruck oder auch mit Überdruck genutzt werden. Dabei wird der Unterdruck in der Nut zuerst und anschließend der Unterdruck in dem Hohlraum des Formwerkzeuges aufgebracht . Die Unterdrücke werden demnach sukzessive aufgebracht, wobei der Unterdruck in der Nut während des Aufbringens des Unterdruckes in dem Hohlraum aufrechterhalten werden kann oder alternativ auch aufgehoben werden kann, da die Abdichtung des Hohlraumes bei zusammengefügten Werkzeughälften im Wesentlichen durch das Verpressen der Dichtung selbst in der Nut aufgrund deren Übermaßes bewirkt wird.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Nut im Querschnitt U- förmig ausgebildet ist und eine Grundfläche und zwei sich seitlich davon zu der Oberfläche der Werkzeughälfte hin erstreckende Seitenwandungen aufweist, und die erste Druckmittelleitung in die Grundfläche der Nut mündet, wobei die erste Druckmittelleitung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zentrisch in die Nut mündet. Der Vorteil der vorgeschlagenen Lösung ist darin zu sehen, dass der Unterdruck von der Grundfläche der Nut aufgebracht wird, welche der in der Nut angeordneten Axialseite der Dichtung gegenüberliegt, so dass die Dichtung in Axialrichtung in die Nut eingezogen wird. Dabei kann der Einzugsvorgang der Dichtung besonders gleichmäßig bewirkt werden, indem die Druckmittelleitung zentrisch in die Nut mündet, so dass die Dichtung beim Einziehen gleichmäßig beansprucht wird und die Wahrscheinlichkeit eines Verkippens der Dichtung in der Nut verringert werden kann.

Weiter wird eine Dichtung für ein derartiges Formwerkzeug vorgeschlagen, welche eine Vertiefung aufweist, welche gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung durch einen geschlossenen Ring gebildet ist. Durch die Vertiefung wird durch eine entsprechende Anordnung der Dichtung eine Kavität zwischen der Wandung der Nut und der Dichtung geschaffen, welche durch eine entsprechende Anordnung der Dichtung in der Nut so positioniert werden kann, dass die erste Druckmittelleitung des Formwerkzeuges in die Kavität mündet. Dadurch können das Unterdruckvolumen zwischen den Wandungen der Nut und der Dichtung und die dadurch erzeugten, auf die Dichtung wirkenden Zugkräfte weiter vergrößert werden. Ferner kann durch die Wahl der Anordnung der Vertiefung an der Dichtung die Richtung der auf die Dichtung einwirkenden Zugkräfte definiert werden, so dass die Dichtung bewusst in eine definierte Richtung in die Nut hinein gezogen wird. Da die Dichtung gemäß der obigen Beschreibung bevorzugt in Axialrichtung in die Nut eingezogen wird, ist die Vertiefung dementsprechend bevorzugt an der der Grundfläche der Nut zugewandten Axialseite der Dichtung angeordnet .

Dabei kann die Dichtung möglichst gleichmäßig in die Nut gezogen und dabei belastet werden, wenn die Vertiefung im Querschnitt senkrecht zu der Längserstreckung der Dichtung eine Halbkreisform aufweist. Durch die Halbkreisform wird die Dichtung während der Einzugsbewegung und auch während einer möglichen AusStoßbewegung gleichmäßig belastet.

Alternativ wird vorgeschlagen, dass die Vertiefung im Querschnitt senkrecht zu der Längserstreckung der Dichtung eine Trapezform mit einer sich zur Außenseite hin vergrößernden Breite aufweist. Der Vorteil der Trapezform ist neben der möglichst gleichmäßigen Belastung der Dichtung zusätzlich in der vereinfachten Entformung der Werkzeughälften bei einer Herstellung der Dichtung in einem speziellen Herstellverfahren zu sehen . Unabhängig, ob die Vertiefung halbkreisförmig oder trapezförmig geformt ist, ist es von Vorteil, wenn die Vertiefung zentrisch bzw. symmetrisch zu einer Mittenachse des Dichtungsprofils angeordnet ist.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Dichtung im Querschnitt eine Rechteckform aufweist. Durch die Rechteckform des Querschnitts des Dichtringes können z.B. gegenüber einer Kreisform grundsätzlich großflächigere Dichtflächen mit einer dadurch bedingten gleichmäßigeren Belastung der Dichtung realisiert werden. Dabei sollen auch solche Formen als Rechteckformen verstanden werden, welche nur eine rechteckförmige Grundgeometrie mit weiteren Kanten und Schrägen aufweisen.

Dabei kann die Dichtung bevorzugt eine Radialaußenseite und eine Radialinnenseite aufweisen, welche derart geformt sind, dass sie im Querschnitt in wenigstens einem ersten Abschnitt konisch aufeinander zulaufen. Durch die konisch aufeinander zulaufende Radialinnenseite und Radialaußenseite ist die Dichtung in dem ersten Abschnitt in Axialrichtung sich konisch verjüngend geformt und kann dadurch mit dem ersten Abschnitt einfacher Axialrichtung in die Nut eingesetzt werden. Dabei gelangt die Dichtung aufgrund ihrer konischen Formgebung in dem ersten Abschnitt und des Übermaßes zwangsläufig mit den konischen Flanken der Radialaußenseite und der Radialinnenseite an den Seitenwandungen der Nut zur Anlage, so dass die Ka- vität zwischen der Dichtung und der Nut nach außen hin abgeschlossen wird. Dadurch wird die Dichtung bei einer nachfolgenden Beaufschlagung der Kavität mit Unterdruck verbessert in die Nut hinein gezogen.

Es hat sich dabei herausgestellt, dass es für eine prozesssicher Kapselung der Kavität beim Einlegen der Dichtung aus- reicht, wenn der erste Abschnitt eine Breite von 30 bis 50 % der Breite der Radialaußenseite und der Radialinnenseite aufweist. Damit reicht es für die Kapselung und die Vorfixierung der Dichtung aus, wenn die Dichtung für eine Tiefe von 30 bis 50 % ihrer Breite in die Nut eingesetzt wird. Das abschließende Einziehen der Dichtung bis auf den Grund der Nut erfolgt dann durch das Aufbringen des Unterdruckes .

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Radialinnenseite und die Radialaußenseite in dem ersten Abschnitt in einem Winkel von 1 bis 20 Grad zueinander vorzugsweise von 12 bis 16 Grad zueinander ausgerichtet sind.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Radialaußenseite und die Radialinnenseite in einem zweiten Abschnitt parallel zueinander ausgerichtet sind. Der zweite Abschnitt, in dem die Radialinnenseite und die Radialaußenseite parallel zueinander ausgerichtet sind, bildet hier bevorzugt den Dichtabschnitt der Dichtung, während der erste Abschnitt der Vorfixierung und der Vorausrichtung der Dichtung in der Nut dient .

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Vertiefung an einer der Axialseiten des Dichtringes angeordnet ist. Durch die Vertiefung wird die abgeschlossene Kavität gebildet, welche mit dem Unterdruck beaufschlagt wird und damit ursächlich für das Einziehen des Dichtringes in die Nut ist. Aufgrund der Anordnung der Vertiefung an der Axialseite wird die Dichtung aufgrund der vorgeschlagenen Anordnung der Vertiefung über die Axial - seite in Axialrichtung in die Nut hinein gezogen.

Ferner wird die Einzugsbewegung besonders begünstigt, wenn die Vertiefung an der Axialseite der Dichtung angeordnet ist, in Richtung der die Radialinnenseite und die Radialaußenseite aufeinander zulaufen, so dass die Dichtung über den konischen ersten Abschnitt der Radialinnenseite und der Radialaußenseite in die Nut eingezogen wird.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Dichtung als ein geschlossener Dichtring ausgebildet ist. Durch die Verwendung eines geschlossenen Dichtringes, wird die bisher vorhandene Stoßstelle der beiden Enden der bisher verwendeten Gummischnur vermieden. Da der Dichtring individuell an die Formgebung und den Verlauf der Nut angepasst ist, kann er durch die vorgeschlagene Lösung einfacher verlegt werden, indem er an einer Stelle eingelegt wird und dann ausgehend von dieser Stelle durch Umfahren der Dichtung z.B. mit dem Finger weiter kontinuierlich in die Nut eingefügt wird. Nach dem vollständigen Umfahren der Nut ist die Dichtung damit auch vollumfänglich in die Nut eingesetzt, ohne dass weitere Maßnahmen erforderlich sind. Sofern die Nut und damit der Dichtring nicht kreisförmig sind, kann der Dichtring zusätzlich eine Markierung aufweisen, mittels derer der Dichtring in einer definierten Ausrichtung in die Nut eingesetzt wird bzw. mittels derer der Einsetzvorgang ausgehend von einer definierten Stelle der Nut vorgenommen werden kann.

Ferner wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Anordnen

und/oder Entfernen einer Dichtung in und/oder aus einem gattungsgemäßen Formwerkzeug vorgeschlagen, bei dem die Dichtung durch Beaufschlagen der Nut mit Unterdruck in die Nut gezogen wird oder durch das Beaufschlagen der Nut mit Überdruck aus der Nut ausgestoßen wird, wobei die Nut und der Hohlraum des Formwerkzeuges bevorzugt mittels einer zentralen Drucklufteinrichtung und einer zugehörigen Steuereinrichtung sukzessive und/oder zeitlich überlappend mit Unterdruck und/oder Über- druck beaufschlagt werden. Dabei wird die Nut zuerst mit Unterdruck beaufschlagt und die Dichtung dadurch in die Nut hinein gezogen. Anschließend werden die Werkzeughälften nach dem Auflegen der Fasermatten auf eine der Werkzeughälften zusammengefahren, und der Hohlraum wird evakuiert. Während des Evakuierens des Hohlraumes kann die Nut weiter mit Unterdruck beaufschlagt werden. Es wäre aber auch denkbar den Unterdruck in der Nut nicht mehr aufrechtzuerhalten, da die Dichtwirkung der Dichtung allein durch das Zusammenfahren der Werkzeughälften und das dadurch bedingte Verpressen der Dichtung bewirkt wird. Dies hat sogar den Vorteil, dass in der Nut zum Zeitpunkt des anschließenden Einspritzens des Kunststoffes kein Vakuum mehr vorhanden ist, und der Kunststoff dadurch nicht in die Nut hinein gesaugt werden kann. Nach dem Einspritzen des Kunststoffes wird das noch vorhandene Vakuum in dem Hohlraum aufgelöst, indem entweder kein Vakuum über die Druckluftverbindung mehr aufgebracht wird oder der Druck beim Auseinanderfahren der Werkzeughälften selbstständig ausgeglichen wird. Die Nut wird dann bevorzugt vor dem Auseinanderfahren der Werkzeughälften wieder mit Vakuum beaufschlagt, so dass die Dichtung beim Auseinanderfahren der Werkzeughälften nicht durch noch anhaftende Kunststoffrückstände aus der Nut gerissen wird. Nach dem Auseinanderfahren der Formhälften kann die Nut dann zum eventuellen Entnehmen der verschlissenen Dichtung bevorzugt mit Überdruck beaufschlagt werden, so dass die Dichtung aktiv und mit einer möglichst geringen mechanischen Belastung aus der Nut ausgestoßen wird. Wenn die verschlissene Dichtung entnommen werden soll, kann die Nut zum Entnehmen der Dichtung bevorzugt mit Überdruck beaufschlagt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Aus- führungsform, unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert . Dabei zeigt Fig . 1 eine Werkzeughälfte eines erfindungsgemäßen Formwerk zeuges, und

Fig . 2 ein Formwerkzeug mit zwei zusammengesetzten Werkzeug hälften in Schnittdarstellung, und

Fig . 3 eine Nut mit einer erfindungsgemäßen Dichtung mit ei ner Vertiefung in einer ersten Form in Schnittdarstellung, und

Fig . 4 eine Nut mit einer erfindungsgemäßen Dichtung mit ei ner Vertiefung in einer zweiten Form in Schnittdarstellung

In der Figur 1 ist eine untere Werkzeughälfte 3 eines Formwerkzeuges 1 mit einer Formoberfläche 5 und einer außenseitig an die Formoberfläche 5 angrenzenden Dichtfläche 7 zu erkennen. In der Dichtfläche 7 ist eine die Formoberfläche 5 umfassende Nut 10 vorgesehen, in welche eine erste Druckmittelleitung 12 mündet. Ferner sind eine zweite Druckmittelleitung 8 und eine Einspritzleitung 9 vorgesehen, welche beide in die Formoberfläche 5 münden. Die erste und die zweite Druckmittelleitung 12 und 8 sind selektiv über eine Steuereinrichtung 18, eine zentrale Druckluftzufuhr 17 und ein Regelventil 20 mit einer zentralen Drucklufteinrichtung 19 verbindbar, welche je nach der Art der Aktivierung entweder Überdruck oder Unterdruck erzeugen kann. Dabei können die beiden Druckmittelleitungen 8 und 12 sukzessiv und/oder auch zeitlich überlappend mit Unterdruck beaufschlagt werden, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. In der Figur 2 ist das Formwerkzeug 1 mit zwei Werkzeughälften 2 und 3 in einer Schnittdarstellung zu erkennen. Die zweite von oben aufgesetzte Werkzeughälfte 2 weißt ebenfalls eine Formoberfläche 4 und eine die Formoberfläche 4 umfassende Dichtfläche 6 auf.

Die beiden Formoberflächen 4 und 5 sind so geformt und in Bezug zu den aneinander anliegenden Dichtflächen 6 und 7 ausgerichtet, dass sie in der zusammengesetzten Stellung der Werkzeughälften 2 und 3 zwischen sich einen Hohlraum 16 einschließen, welcher in der Form der Form des herzustellenden Kunststoffteiles entspricht.

Die Herstellung des Kunststoffteiles nach dem RTM-Verfahren erfolgt in folgenden Schritten. Zuerst werden zur Verstärkung des Kunststoffteiles Fasermatten auf die Formoberfläche 5 der unteren Werkzeughälfte 3 aufgelegt. Anschließend wird eine Dichtung 11 in Form eines geschlossenen Dichtringes in die Nut 10 eingesetzt. Anschließend wird die Nut 10 über die erste Druckmittelleitung 12 von der zentralen Drucklufteinrichtung 19 mit Unterdruck beaufschlagt, so dass die Dichtung 11 in die Nut 10 eingezogen wird. In einem nächsten Schritt wird die obere Werkzeughälfte 2 auf die untere Werkzeughälfte 3 aufgesetzt, wobei der Hohlraum 16 über die zwischen den Dichtflächen 6 und 7 angeordnete Dichtung 11 gegenüber der Umgebung abgedichtet wird. Der Hohlraum 16 wird dann über die zweite Druckmittelleitung 8 und die zentrale Drucklufteinrichtung 19 mit Unterdruck beaufschlagt. Anschließend wird dann der Kunststoff über die Einspritzleitung 9 in den Hohlraum 16 eingespritzt. Nach dem Aushärten des Kunststoffteiles werden die Werkzeughälften 2 und 3 wieder auseinander gefahren, und das fertige Kunststoffteil kann von der unteren Werkzeughälfte 3 entnommen werden. Sofern die Nut 10 oder die Dichtung 11 von Kunststoffrückständen gereinigt werden müssen, wird die Nut 10 über die erste Druckmittelleitung 12 mit Überdruck beaufschlagt, und die Dichtung 11 wird durch den Überdruck aktiv aus der Nut 10 herausgedrückt. Anschließend können sowohl die Dichtung 11 selbst als auch die Nut 10 von Kunststoffrückständen gereinigt werden. Aufgrund der Druckbeaufschlagung der Nut 10 können sowohl das Einsetzen der Dichtung 11 in die Nut 10 als auch das Entfernen der Dichtung 11 aus der Nut 10 ohne Werkzeug durchgeführt werden, so dass die Oberfläche der Werkzeughälfte 3 in der die Nut 10 angeordnet ist, im Vergleich zu den im Stand der Technik bekannten Verfahren beim Einsetzen und Lösen der Dichtung 11 erheblich geringeren mechanischen Krafteinwirkungen ausgesetzt ist.

Die Dichtung 11 kann ferner durch die Unterdruckbeaufschlagung der Nut 10 erheblich einfacher und kontrollierter verlegt und in die Nut 10 abschließend eingebracht werden, was insbesondere bei der Verlegung der Dichtung 11 über die in der Figur 1 zu erkennenden Höhensprünge in der Formoberfläche 3 von Vorteil ist.

In der Figur 3 sind die Nut 10 und die darin angeordnete Dichtung 11 in einer Querschnittsdarstellung vergrößert zu erkennen. Die Nut 10 weist eine U-förmige Querschnittsgeometrie mit einer Grundfläche 21 mit einer Breite B und zwei sich senkrecht davon in Richtung der Dichtfläche 7 erstreckenden Seitenwänden 22 und 23 oder auch Nutflanken mit einer Tiefe T auf. Die erste Druckmittelleitung 12 mündet zentrisch in die Grundfläche 21 der Nut 10 und kann über die in der Figur 1 zu erkennende Steuereinrichtung 18 und die zentrale Druckluftzufuhr 17 von der zentralen Drucklufteinrichtung 19 mit Unterdruck beaufschlagt werden. Die Dichtung 11 ist in Form eines Dichtringes ausgebildet und weist im Querschnitt eine einer Rechteckform angenäherte Formgebung mit zwei Axialseiten 27 und 28, einer Radialinnenseite 26 und einer Radialaußenseite 25 auf. Die Radialinnenseite 26 und die Radialaußenseite 25 weisen jeweils einen ersten Abschnitt 14 und einen zweiten Abschnitt 15 auf . In dem ersten Abschnitt 14 sind die Radialinnenseite 26 und die Radialaußenseite 25 so geformt, dass sie in einen Winkel W zu der Axialrichtung einschließen also in einem doppelten Winkel 2W konisch aufeinander zulaufen. In dem zweiten Abschnitt 15 sind die Radialinnenseite 26 und die Radialaußenseite 25 parallel zueinander verlaufend geformt. Die in der vorgesehenen Einbauposition des Dichtringes außerhalb der Nut 10 angeordnete Axialseite 28 des Dichtringes ist eben ausgebildet, während die andere, in die Nut 10 hinein ragende Axialseite 27, auf welche die Radialinnenseite 26 und die Radialaußenseite 25 in dem ersten Abschnitt 14 zulaufen, mit einer Vertiefung 13 in Form einer im Querschnitt halbkreisförmigen Formgebung versehen ist. Die halbkreisförmige Vertiefung 13 ist dabei um die Höhe H3 in die Dichtung 11 hinein versetzt, so dass die Vertiefung 13 um einen ringzylindrischen Abschnitt 29 erweitert ist. Der erste Abschnitt 14 erstreckt sich über eine Breite H4 von 30 bis 50 % der Gesamtbreite Hl der Dichtung 11, während der zweite Abschnitt 15 eine Breite von 50 bis 70 % der Gesamtbreite Hl der Dichtung 11 ausmacht.

Die Dichtung 11 wird bei der Montage mit der Axialseite 27, in der die Vertiefung 13 angeordnet ist, zuerst in die Nut 10 eingesetzt, wobei das Einsetzen der Dichtung 11 durch die konische Formgebung der Dichtung 11 im Bereich der ersten Abschnitte 14 der Radialaußenseite 25 und der Radialinnenseite 26 vereinfacht wird. Die Axialseite 27 mit der Vertiefung 13 ist dadurch der Grundfläche 21 der Nut 10 und der zentrisch darin mündenden ersten Druckmittelleitung 12 zugewandt. Dabei ist die Dichtung 11 nach dem Einlegen in die Nut 10 zunächst vorpositioniert und liegt entweder mit dem ersten Abschnitt 14 oder auch schon mit dem zweiten Abschnitt 15 an den Seitenwänden 22 und 23 oder an den eingangsseitigen Kanten der Seitenwände 22 und 23 an. Damit ist zwischen der Dichtung 11 und der Grundfläche 21 bzw. den Seitenwänden 22 und 23 bereits eine abgeschlossene Kavität geschaffen, dessen größtes Volumen durch die Vertiefung 13 gebildet wird. Nach der Vorpositionierung der Dichtung 11 wird die Kavität über die erste Druckmittelleitung 12 mit Unterdruck beaufschlagt, und die Dichtung 11 wird in die Nut 10 hineingezogen, bis sie mit der der Grundfläche zugewandten Axialseite 27 zur Anlage an der Grundfläche 21 gelangt. Die Dichtung 11 weist ein Übermaß gegenüber den Abmaßen der Nut 10 auf, d.h. sie weist eine größere Gesamt - breite Hl als die Tiefe T der Nut 10 auf und steht dadurch geringfügig über die Dichtfläche 7 der Werkzeughälfte 3 hinaus, was in der oberen rechten Darstellung der Figur 3 zu erkennen ist .

Da die Dichtung 11 aktiv durch Beaufschlagung der Kavität mit Unterdruck in die Nut 10 hinein gezogen wird, wäre es auch denkbar die Dichtung 11 zusätzlich mit einem Übermaß der Höhe F gegenüber der Breite B der Nut 10 auszulegen, so dass die Dichtung 11 beim Einziehen in die Nut 10 bereits leicht zusam- mengepresst wird und anschließend mit einem leichten Presssitz in der Nut 10 angeordnet ist.

Nach dem Einziehen der Dichtung 11 wird die zweite Werkzeughälfte 2 von oben aufgesetzt, und die Dichtung 11 wird dadurch zusätzlich in die Nut 10 hinein gepresst. Dabei wird die Dichtung 11 insbesondere mit der Radialinnenseite 26 und der Radialaußenseite 25 gegen die gegenüberliegenden Seitenwände 22 und 23 und mit der der gegenüberliegenden Werkzeughälfte 2 zugewandten Axialseite 28 gegen die Dichtfläche 6 dieser Werkzeughälfte 3 gedrängt, so dass sowohl der Hohlraum 16 gegenüber der Umgebung als auch die Kavität zwischen der Dichtung 11 und der Grundfläche 21 der Nut 10 gegenüber dem Hohlraum 16 und der Umgebung abgedichtet sind. Damit wird verhindert, dass der durch die Einspritzleitung 9 nachfolgend eingespritzte flüssige Kunststoff aus dem Hohlraum 16 in die Umgebung austritt und in die Nut 10 unter die Dichtung 11 eintritt.

Die Dichtung 11 ist aus dem Werkstoff EPDM mit einer Shore A Härte von 80 ausgebildet und kann zusätzlich mit einer rei- bungsmindernden Beschichtung versehen sein, so dass sie selbst einfacher in die Nut 10 einzulegen ist und außerdem einem geringeren Verschleiß unterliegt. Alternativ wäre es auch denkbar, die Dichtung aus einem anderen Elastomerwerkstoff wie z.B. NBR herzustellen. Die Dichtung 11 wird aber bereits durch die erfindungsgemäße Lösung und das dadurch ermöglichte verbesserte Einfügen und Entnehmen der Dichtung 11 insbesondere ohne die Zuhilfenahme von zusätzlichen Werkzeugen erheblich geschont, so dass sie für die Herstellung einer erheblich größeren Anzahl von Kunststoffteilen verwendet werden kann. Außerdem kann die erforderliche Herstellzeit für ein Kunststoffteil durch das vereinfachte Einlegen der Dichtung 11 und das vereinfachte Entnehmen der Dichtung 11 erheblich verkürzt werden .

Dabei kann der Aufwand zur Verwirklichung der erfindungsgemäßen Lösung sehr gering gehalten werden, indem in der Werkzeughälfte 2 oder 3, in welcher die Nut 10 für die Dichtung 11 vorgesehen ist, zusätzlich eine erste Druckmittelleitung 12 vorgesehen wird, welche über eine Steuereinrichtung 18 an ein bereits vorgesehenes Druckluftnetz des Formwerkzeuges 1 ange- schlössen wird. RTM-Werkzeuge weisen zur Erzeugung des Unterdruckes in dem Hohlraum des Formwerkzeuges 1 bereits eine zentrale Druckluftzufuhr 17 auf, welche dann hier auch zur Druckbeaufschlagung der Nut 10 genutzt werden kann. Die Steuereinrichtung 18 kann z.B. durch einen manuell zu betätigen Drehschalter oder auch durch eine automatisiert angesteuerte Steuereinrichtung 18 gebildet sein.

Ferner werden die Kavität bzw. das zu erzeugende Unterdruckvolumen zwischen der Dichtung 11 und der Nut 10 durch die Kombination der Vertiefung 13 in Form der halbkreisförmigen Ausnehmung und den sich daran anschließenden ringzylindrischen Abschnitt 29 vergrößert, so dass auch die auf die Dichtung 11 wirkenden, aus dem Unterdruck resultierenden Zugkräfte vergrößert werden können. Dadurch kann die Dichtung 11 auch bei noch vorhandenen Restbestandteilen des Kunststoffs in der Nut 10 und dem dadurch bedingten erhöhten Widerstand prozesssicher in die Nut 10 hinein gezogen werden. Ferner wird die Dichtung 11 aufgrund der mittig angerordneten Vertiefung 13 in Verbindung mit der konischen Formgebung der Radialinnenseite 26 und der Radialaußenseite 25 in dem ersten Abschnitt 14 bei einer

Druckbeaufschlagung der zugeordneten Axialseite 27 bewusst so verformt, dass die Dichtung 11 mit der Radialaußenseite 25 und der Radialinnenseite 26 gegen die Seitenwandungen 22 und 23 gepresst werden. Dabei ist es wichtig, dass die Dichtung 11 in sich elastisch ist, was z.B. durch die Verwendung von

Elastomerwerkstoffen wie z.B. EPDM erreicht werden kann.

In der Figur 4 ist die Dichtung 11 in einer weiteren möglichen Ausführungsform zu erkennen. Hinsichtlich der Außengeometrie entspricht die Dichtung 11 in der Figur 4 der Dichtung 11 in der Figur 3, so dass diese nachfolgend nicht weiter beschrieben und auf die diesbezügliche Beschreibung der Figur 3 ver- wiesen wird. Die Dichtung 11 der Figur 4 unterscheidet sich von der Dichtung 11 in der Figur 3 dadurch, dass die Vertiefung 13 hier im Querschnitt trapezförmig mit einer sich zur Außenseite hin vergrößernden Breite geformt ist. Die vorgeschlagenen Dichtung 11 weist den Vorteil auf, dass sie sehr einfach in einem Spritzverfahren hergestellt werden kann, da die beiden Vorsprünge der Dichtung 11 seitlich der Vertiefung 13 dadurch durch sich konisch zu Außenseite hin verjüngende Wandungen gebildet sind, welche der Entformung des Werkzeuges keinen Widerstand entgegen setzten. Ferner stützen sich die Vorsprünge der Dichtung 11 dadurch mit ihren schmaleren Stirn Seiten an der Grundfläche 21 der Nut 10 ab, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass sie beim Verpressen der Dichtung 11 in der Nut 10 gegenüber der Grundfläche 21 nicht seitlich verkip pen, verringert werden kann.