專利名稱：具有材料鎖合的密封的多組分壓鑄件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據主權利要求類型的壓鑄件。
背景技術：
已知一些壓鑄件具有至少一個熱塑性的內嵌件和一個注塑到該內嵌件上的熱塑 性的連接元件，其中，所述至少一個內嵌件在其與連接元件的邊界面上具有多個在熔流方 向上相繼設置的、構造為熔接尖的突起，這些突起以高度H1伸入到連接元件中并且分別在 連接元件中形成一個具有高度H2變窄的橫截面。該壓鑄件通過壓鑄方法制成，在該方法 中，將內嵌件安置在壓鑄模具中并且將連接元件注射到其上。這些突起應當被連接元件的 熔液熔接，使得實現材料鎖合的、密封流體的連接。但缺點是，突起通常銳棱角式地垂直構 造在邊界面上并且只部分地被熔接或者根本不被熔接，因為常常沒有足夠的熔化能量由流 過突起的熔液提供給突起。突起對于熔液流形成變窄部，但該變窄部對于熔液的良好輸送 以及對于從熔液到突起的良好熱傳遞來說不是足夠小。高度H2與高度H1的比通常明顯大 于1.5。因為突起沒有可靠地熔接，這些已知的壓鑄件具有多個在熔流方向上相繼設置的 突起，以實現連接部的氣密性。但這些措施需要大的結構空間，通常沒有這樣的結構空間可 用。
發明內容
與此相比，具有主權利要求的特征部分特征的本發明壓鑄件具有的優點是，改善 到突起的熱傳輸以及從熔液到突起的直接熱傳遞并且由此實現突起的可靠熔接，其方式 是，所述至少一個突起在其熔流流入側具有一第一斜坡，其中，變窄的橫截面的高度與突起 的高度的比處于0. 6到0. 9之間的范圍內。內嵌件的突起和注射成型模具之間的具有高度H2的變窄部相對于現有技術減小， 使得特別是在突起的尖上實現更好的熱傳遞。通過根據本發明的構型實現了在熔流方向 上突起的阻滯作用的持續增大以及在熔液流過來的方向偏離90度的情況下的滯止作用平 衡。此外，避免死流區域以及由此避免氣體夾雜。此外根據本發明增大突起的表面。通過在從屬權利要求中提出的措施可實現有利的擴展構造以及在主權利要求中 描述的壓鑄件的改善。根據第一有利構造，所述至少一個突起的第一斜坡相對于在內嵌件的邊界面上垂 直直立的軸線具有5度到45度之間的角度。根據第二有利構造，所述至少一個突起的第一斜坡相對于在內嵌件的邊界面上垂 直直立的軸線具有15度到35度之間的角度，因為在這種構型中突起的頂部具有小的質量 并且由此更容易熔接。非常有利的是，該突起在其熔流流出側具有第二斜坡，因為這樣能夠改善流體導 向并且由此避免氣體夾雜。也有利的是，第二斜坡比第一斜坡更平坦地延伸。
根據有利構型，所述至少一個突起的第二斜坡相對于在內嵌件的邊界面上垂直直 立的軸線具有50度到75度之間的角度。此外有利的是，在熔流方向上看只設置一個唯一的突起。特別是對于內嵌件和連 接元件之間的形狀鎖合連接應當氣密的圓柱形壓鑄件，一個唯一的環形突起是足夠的，由 此，與多個相繼設置的突起相比節省了結構空間。該復合構件可以以簡單的方式較小地構 成。此外可降低用于該符合構件的制造費用。此外有利的是，內嵌件由第一塑料制成并且連接元件由第二塑料制成，其中，第一 塑料和/或第二塑料具有至少35%的晶體成分。例如，第一塑料和/或第二塑料是聚酰胺、 PPS、POM 或 PEEKo
本發明的實施例在附圖中簡化地示出并且在下面的說明中詳細地描述。圖1以剖面圖示出在注射過程中在注射成型模具中的本發明壓鑄件，圖2在剖面圖中示出在注射過程后的本發明壓鑄件，圖3在剖面圖中示出根據第二實施例的本發明壓鑄件，圖4根據本發明的板形壓鑄件的三維視圖，圖5根據本發明的圓柱形壓鑄件的三維視圖。
具體實施例方式圖1以剖面圖示出在注射過程中在注射成型模具中的本發明壓鑄件。在制造由多個部件或多個組分組成的塑料件時，部件相互之間的氣密的和/或液 密的連接變得越來越重要，例如用于引導油或者燃料的部件。迄今的形狀鎖合和力鎖合的 連接具有缺點在高溫時由于預應力降低而不能確保其密封性。對于高密封性要求，需要材 料鎖合的連接，其中，密封面至少沿著一條密封線連續地被熔接。在此，在兩個復合配合件 的材料間的擴散阻力相應高的情況下產生抵抗氣體和/或液體的滲透所需的障礙作用。在本發明中，該材料鎖合的連接通過多組分壓鑄方法產生。在注射過程中在任意的、固體的內嵌件1上注射連接元件3，該內嵌件被置入到適 配于該內嵌件1的壓鑄模具2中。在注射過程之后，從注塑模具2中取出由內嵌件1和注 射到其上的連接元件3組成的、制成的壓鑄件。在壓鑄模具2和內嵌件1之間，在預先確定 的注射區域上設置空腔4，塑料通過壓鑄模具2中的至少一個注射口 5注入到該空腔中。這 意味著，熔化的塑料在注射區域中流過內嵌件1，其中，該內嵌件在那里局部地被熔接。通過 內嵌件1與注入的、凝固的、形成連接元件3的熔液的共同冷卻，產生兩個配對件之間的牢 固的、密封流體的(例如氣密的或者密封燃料的)連接。突起8下游的空腔4設計得盡可能小，以便減小壓鑄件所需的結構空間。在對內嵌件1和/或連接元件3使用高結晶的塑料例如聚酰胺、PPS、POM或PEEK 時，存在這樣的問題為了焊接這兩個復合配對件，不僅將焊接配對件、即內嵌件1局部地 加熱到熔化溫度，而且還必須對內嵌件1的結晶的、要熔接的部分施加熔化熱。隨著要熔接 的塑料的結晶部分的增加，熔化焓需要與純粹為材料加熱到熔化溫度所需的熱量相比多倍 的能量。為內嵌件1與連接元件3的焊接所必需的能量必須從熔液傳輸到要焊接的部位上。
4但是熔液3的溫度不允許超過一預先確定的溫度，以使熔液不被熱分解或者破壞。為了將內嵌件1的要熔接的面積限制在一個小區域上或者一些小區域上，內嵌件 1在注射區域中具有至少一個突起8，該突起形成密封的密封線。只有該密封線上的區域被 熔接以實現流體密封性。所述至少一個突起8具有朝向內嵌件1的底腳區域8. 1和遠離該 底腳區域8. 1的頂端區域8. 2，從熔流方向9看該頂端區域8. 2比底腳區域8. 1更窄地構 造。突起8在頂端區域8. 2中首先開始熔接，因為在那里存在少的材料并且持續地被供應 新的熱熔液。所述至少一個突起8具有垂直于內嵌件1表面測量的高度&并且分別在壓鑄模具 2和內嵌件1之間形成一個變窄部或者說一個變窄的橫截面10。該為了熔液流過而留下的 變窄部10具有高度H2的橫截面。所述至少一個突起8起先如提壩一樣阻滯熔液，直到熔液盡可能同時流過該突起 的整個長度并且也在該整個長度上熔接。在流過期間，突起8部分地被熔掉，即材料的一部 分被去除，使得突起8的原始高度H1減小。應當避免突起8局部地僅在一個部位被熔液熔 接和穿孔，因為這樣的話突起8可能不流過整個長度，因而不能在所有部位提供熔接所必 需的熔化熱。因此，所述至少一個突起8在熔流方向上看必須具有一最小壁厚。S卩，突起8 的尖部在頂端區域8. 2中不允許太尖地或者銳棱角地或者太薄地構造。根據本發明規定，所述至少一個突起8在其熔流流入側11具有第一斜坡12。以這 樣的方式將熔液從底腳區域8. 1導送到頂端區域8. 2中。通過良好的導流，在該熔流流入 側11不產生死水區域，使得避免了熔流流入側11上游的氣體夾雜。所述至少一個突起8的第一斜坡12相對于在內嵌件1的邊界面上垂直直立的軸 線15具有5度到45度之間、優選15度到35度之間的角度α。該第一斜坡12例如從底 腳區域8. 1出發一直延伸到頂端區域8. 2。按照圖1的突起8通過第一斜坡12和第二斜 坡17在橫截面中例如三角形地或者鋸齒形地構造。突起8的暴露于熔液中的尖部可以具 有一半徑。第一斜坡12和/或第二斜坡17可以平坦地或者拱形地構造。為了將必需的熔化能量從熔液輸送到突起8的頂端區域8. 2上，需要預先確定的 變窄部10，該變窄部一般通過變窄部10的高度H2與突起8的高度H1的比例定義。根據本 發明，H1與H2的比處于0. 6到0. 9之間的范圍內。所述至少一個突起8可以在其熔流流出側16具有第二斜坡17。以這樣的方式避 免自由射流或者具有氣體夾雜的流動陰影(Flieiischatten)。該第二斜坡17比第一斜坡 更平緩地延伸，以避免在突起的流出側形成自由射流。按照一種結構，所述至少一個突起8 的第二斜坡17相對于軸線15具有50度到75度之間的角度β。內嵌件1由第一塑料制成并且連接元件3由第二塑料制成，其中，第一塑料和/或 第二塑料具有至少35%的晶體部分。圖2以剖面示出從壓鑄模具中取出后的、根據圖1的本發明壓鑄件。對于根據圖2的壓鑄件，與根據圖1的壓鑄件保持相同的或者作用相同的部件用 相同的編號標記。圖3以剖面示出根據第二實施例的本發明壓鑄件。對于根據圖3的壓鑄件，與根據圖1和圖2的壓鑄件保持相同的或者作用相同的 部件用相同的編號標記。
第二實施例相對于根據圖1和圖2的第一實施例的區別在于，熔流流入側11在底 腳區域8. 1中大致在軸線15的方向上延伸，接著在軸線15的方向上看在底腳區域8. 1與 頂端區域8. 2之間構成第一斜坡12。圖4示出根據本發明的板形壓鑄件的三維視圖。對于根據圖4的壓鑄件，與根據圖1至圖3的壓鑄件保持相同的或者作用相同的 部件用相同的編號標記。對于至少區段式地呈板形或者盤形的內嵌件1，可以設置一個或者多個突起8，這 些突起線形地、波浪形地、曲折形地或者鋸齒形地構造或布置。可以規定，多個突起8在熔 流方向9上相繼設置。但為了實現內嵌件1和連接元件3之間的密封流體的連接，僅唯一一 個突起8就足夠了。除了材料鎖合的連接外還可以附加設置內嵌件1和連接元件3之間的形狀鎖合的 連接，例如其方式是，連接元件3夾子形地或者C形地握住內嵌件1，這以虛線示出的夾子區 段3. 1示出。當然，連接元件3也可以以其它的、與所示出的不同的方式與內嵌件1錨接。 通過附加的形狀鎖合，該壓鑄件與純材料鎖合連接情況下相比更強地預緊，使得即使在機 械負載和/或熱負載很高的情況下也確保密封性。圖5示出根據本發明的圓柱形壓鑄件的三維視圖。對于根據圖5的壓鑄件，與根據圖1至圖4的壓鑄件保持相同的或者作用相同的 部件用相同的編號標記。對于例如圓柱形的內嵌件1，突起8環形環繞地構造。除了材料鎖合的連接外還可以附加設置內嵌件1和連接元件3之間的形狀鎖合的 連接，例如其方式是，連接元件3夾子形地或者C形地或者錨形地握住內嵌件1，這以虛線示 出的夾子區段3. 1示出。當然，連接元件3也可以以其它的、與所示出的不同的方式與內嵌 件1錨接。為了實現內嵌件1和連接元件3之間密封流體的連接，一個唯一的、環形環繞的突 起8就足夠了，由此為了實現材料鎖合性只需少量結構空間。當然也可以在熔流方向9上 相繼設置多個突起8。
權利要求
壓鑄件，具有至少一個熱塑性的內嵌件和一個注塑到該內嵌件上的熱塑性的連接元件，其中，所述至少一個內嵌件在其相對于連接元件的邊界面上具有至少一個突起用于該內嵌件和該連接元件的之間材料鎖合的密封，所述突起以高度H1伸入到連接元件中并且在連接元件中形成具有高度H2的變窄的橫截面，其特征在于，所述至少一個突起(8)在其熔流流入側(11)上具有第一斜坡(12)，其中，該變窄的橫截面(10)的高度(H2)與所述突起(8)的高度(H1)的比處于在0.6到0.9之間的范圍中。
2.根據權利要求1的壓鑄件，其特征在于，所述至少一個突起(8)的第一斜坡(12)相 對于在該內嵌件(1)的邊界面上垂直直立的軸線(15)具有5度到45度之間的角度。
3.根據權利要求1的壓鑄件，其特征在于，所述至少一個突起(8)的第一斜坡(12)相 對于在該內嵌件(1)的邊界面上垂直直立的軸線(15)具有15度到35度之間的角度。
4.根據權利要求1的壓鑄件，其特征在于，所述至少一個突起(8)在其熔流流出側 (16)上具有第二斜坡(17)。
5.根據權利要求4的壓鑄件，其特征在于，所述第二斜坡(17)與第一斜坡(12)相比更 平緩地延伸。
6.根據權利要求5的壓鑄件，其特征在于，所述至少一個突起(8)的第二斜坡(17)相 對于在該內嵌件(1)的邊界面上垂直直立的軸線(15)具有50度到75度之間的角度。
7.根據權利要求1的壓鑄件，其特征在于，在熔流方向(9)上看只設置一個唯一的突起⑶。
8.根據權利要求1的壓鑄件，其特征在于，在熔流方向(9)上相繼設置多個突起(8)。
9.根據權利要求1的壓鑄件，其特征在于，所述內嵌件(1)由第一塑料制成并且所述連 接元件(3)由第二塑料制成，其中，第一塑料和/或第二塑料具有至少35%的晶體部分。
10.根據權利要求1的壓鑄件，其特征在于，所述連接元件(3)通過夾子區段(3.1)形 狀鎖合地與所述內嵌件(1)連接。
全文摘要
已知壓鑄件具有至少一個熱塑性內嵌件和一個注塑到該內嵌件上的熱塑性連接元件，所述至少一個內嵌件在其相對于連接元件的邊界面上具有多個在熔流方向上相繼設置的、構造為熔接尖的突起，所述突起以高度H1伸入連接元件中并且分別在連接元件中形成具有高度H2的變窄的橫截面。該壓鑄件通過壓鑄方法制成，其中將內嵌件安置在壓鑄模具中并且將連接元件注塑到其上。這些突起應被連接元件的熔液熔接，使得實現材料鎖合的、氣密的連接。缺點是，這些突起通常尖棱角地、垂直地構造在邊界面上并且只部分地被熔接或者根本不被熔接，因為常常沒有足夠的熔化能量從流過突起的熔液提供給突起。突起對于熔流形成變窄部，但該變窄部對于熔液的良好輸送以及從熔液到突起的良好熱傳遞不是足夠小。高度H2與高度H1的比通常明顯大于1.5。因為突起沒有可靠地熔接，已知的壓鑄件具有多個在熔流方向上相繼設置的突起，以實現連接的氣密性。但這些措施需要大的、常常不能提供的結構空間。在本發明壓鑄件中，改善了從熔液到突起的熱傳遞并且由此實現突起的可靠熔接。根據本發明規定，所述至少一個突起(8)在其熔流流入側(11)上具有第一斜坡(12)，其中，變窄的橫截面(10)的高度(H2)與突起(8)的高度(H1)的比處于0.6到0.9之間的范圍中。
文檔編號B29C45/16GK101903154SQ200880121109
公開日2010年12月1日 申請日期2008年11月11日 優先權日2007年12月14日
發明者A·齊格勒, B·拜爾美斯特, B·比勒普, G·克倫茨, G·克爾貝格爾, V·施特勞斯, W-I·拉策爾, Z·弗爾切克 申請人:羅伯特·博世有限公司