DE1158239B

DE1158239B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffrohren

Info

Publication number: DE1158239B
Application number: DEK44652A
Authority: DE
Inventors: Vinzenz V Reimer; Dr-Ing Thomas Wirth
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1961-09-07
Filing date: 1961-09-07
Publication date: 1963-11-28

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffrohren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffrohren mit einer Verbindungsmuffe an einem Ende, bestehend aus einem Formeinspritzen des Kunststoffes zur Bildung der Verbindungsmuffe und einem darauffolgenden Ausspritzen des Kunststoffes in der Rohrquerschnittsform.
Bei den bekannten Verfahren wird das Rohr durch kontinuierliches Extrudieren eines Rohrstranges und Abschneiden von Rohrstücken der gewünschten Länge sowie die Verbindungsmuffe durch Spritzen in einer Spritzgußform hergestellt. Die Verbindungsmuffe wird sodann auf ein Rohrende geschweißt, geklebt, aufgeschrumpft od. dgl. Diese zweistückigen Muffenrohre können jedoch für sehr hohe Drücke des durch sie geleiteten Mediums nicht verwendet werden, weil die Verbindung zwischen dem Rohr und der Verbindungsmuffe diesen hohen Drücken nicht standhält. Außerdem werden zum Herstellen dieser Muffenrohre zwei verschiedene Kunststoffverarbeitungsmaschinen benötigt, und zwar eine diskontinuierlich arbeitende Spritzgußmaschine für die Muffenherstellung und ein kontinuierlich arbeitender Extruder für die Rohranfertigung.
Bei einem weiteren bekannten Verfahren werden rohrförmige Gegenstände aus Kunststoff, z. B.
Tuben, dadurch hergestellt, daß das verdickte Ende durch Einspritzen in eine Form und der rohrförmige Teil durch weiteres Ausspritzen des Kunststoffes über einen Dorn gebildet wird. Dieses Verfahren ist jedoch nur zum Herstellen kurzer rohrförmiger Gegenstände geeignet.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Kunststoffrohre beliebiger Länge mit einer an einem Rohrende angordneten Verbindungsmuffe aus einem einzigen Stück herzustellen und hierzu nur eine einzige Kunststoffspritzmaschine zu verwenden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Verbindungsmuffe zunächst mit einem Boden an der Übergangsstelle zum Rohr herzustellen, anschließend Druckluft in den abgeschlossenen Rohrinnenraum einzuführen und das Kunststoffrohr durch ein an sich bekanntes Ausspritzen des Kunststoffes zu bilden sowie hierauf den Boden auszuschneiden.
Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die Erfindungsaufgabe in vorteilhafter Weise gelöst, sondern darüber hinaus werden weitere Vorteile erzielt, genaue Innenabmessungen der Verbindungsmuffe durch das Formgießen des Kunststoffes sowie ein genaues Außenkalibrieren des Rohres durch den Überdruck im Rohrinnern zu erhalten, wodurch eine dichte Ver- bindung des Endes eines Rohres in der Verbindungsmuffe eines anderen Rohres durch Kitten ermöglicht wird. Ferner unterstützt der Überdruck im Rohrinnern das freie Austreten des Kunststoffes aus der Ringdüse und den Vortrieb des verfestigten Rohres, wodurch auch die Geradlinigkeit der Rohrachse gewährleistet wird. Außerdem erfolgt durch die Anwendung dieses Überdruckes eine Verfestigung des Kunststoffes durch Recken des Rohres in Längs- und Querrichtung.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen Längsschnitt durch den Winkelspritzkopf einer Spritzgußmaschine mit einer an der Spritzdüse angeordneten zweiteiligen Spritzgußform für die Verbindungsmuffe und dem in die Form eingeführten Kern für den Muffeninnenraum, Abb. 2 den Längsschnitt nach Abb. 1, jedoch mit auseinandergezogener Spritzgußform und einem an deren Stelle an der Spritzdüse angeordneten Werkzeug zur Kalibrierung des ausgespritzten Rohrstranges, Abb. 3 eine Stirnansicht des Spritzkopfes mit der an der Spritzdüse angeordneten geschlossenen Spritzgußform für die Verbindungsmuffe und dem geteilt ausgebildeten, auseinandergezogenen Kalibrierrohr, Abb. 4 die Stirnansicht nach Abb.3, jedoch mit geöffneter Spritzgußform und geschlossenem Kalibrierrohr, Abb. 5 einen Längsschnitt durch einen Spritzkopf mit axialem Austritt des Kunststoffes und einer Spritzgußform, die zusammen mit der Zugvorrichtung für den Kern auf einem während des Spritzens des Rohres axial verfahrbaren Schlitten angeordnet ist, Abb. 6 einen Längsschnitt durch den Endteil des Spritzkopfes nach Abb. 5 mit ausgefahrenem Schlitten und geschlossenem Kalibrierrohr und Abb. 7 einen teilweisen Längsschnitt durch den Kern nach Abb. 6 mit einer durch ein Ventil verschließbaren Bohrung und einem flexiblen Zuführungsrohr für die Druckluft.
Eine zum Verarbeiten von thermoplastischem Kunststoff vorgesehene Schneckenspritzgußmaschine der üblichen Bauart ist mit zwei beweglichen Aufspannplatten I und 2 für die Spritzgußform 3 ausgebildet und mit einem Spritzzylinder 5 versehen, der eine drehbare und axial verschiebbare Schnecke 4 aufweist, die zum Plastifizieren und Ausspritzen des Kunststoffes mit hohem Druck dient. Zum Herstellen von Kunststoffrohren 6 mit an einem Ende angeordneter Verbindungsmuffe 7, die aus einem Stück bestehen sollen, ist der Spritzkopf als ein Winkelspritzkopf 8 und dessen Düse als eine Ringdüse9 ausgebildet, deren Düsenspalt 10 der Querschnittsfläche des herzustellenden Kunststoffrohres 6 entspricht.
Ferner ist in dem den Innenmantel des Düsenspaltes 10 begrenzenden Teil des Winkelspritzkopfes 8 eine Bohrung 11 zum Zuführen von Druckluft angeordnet, deren Mündung 12 als Sitz für ein Ventil 13 ausgebildet ist, das mittels eines in der Bohrung 11 verlaufenden Ventilstößels 14 geöffnet bzw. geschlossen werden kann. Auf jeder der Aufspannplatten 1 und 2 ist je eine Hälfte der zweiteilig ausgebildeten Spritzgußform 3 aufgespannt, die einen der Form der Verbindungsmuffe 7 entsprechenden Formhohlraum 15 aufweist und in deren die freie Muffenstirnfläche bildender Wand 16 eine Öffnung 17 zum Einschieben eines den Formhohlraum 15 dieser Muffe gestaltenden zylindrischen Kernes 18 vorgesehen ist.
Dieser Kern kann nach dem Einspritzen und Verfestigen des in den Formhohlraum 15 eingespritzten Kunststoffes herausgezogen werden. An der obere gangsstelle zum Kunststoffrohr 6 ist der Formhohlraum 15 kegelförmig auf den Außendurchmesser des Kunststoffrohres 6 verjüngt. Da der Kern 18 nur bis zum Übergang des zylindrischen zum kegelig verjüngten Teil des Formhohlraumes 15 einschiebbar ist, entsteht beim Einspritzen des Kunststoffes in die Spritzgußform 3 ein Boden 19 an der Obergangs stelle von der Verbindungsmuffe7 zum Kunststoffrohr 6. Der Kern 18 ist mit einer hydraulischen Ausziehvorrichtung 20 verbunden, während die Spritzgußform 3 durch Verschieben der Aufspannplatten geöffnet werden kann. Weiterhin sind zwischen den Aufspannplatten 1 und 2 zwei hydraulische Zugvorrichtungen 21 senkrecht zur Schließrichtung der Aufspannplatten 1 und 2 im gleichen Abstand von der Düsenachse angeordnet, die je eine Hälfte eines längs geteilten Kalibrierrohres 22 tragen.
Bei auseinandergezogenen Hälften der Spritzgußform3 lassen sich diese Rohrhälften durch Zusatz menführen zu dem geschlossenen Kalibrierrohr 22 vereinigen, das den Düsenspalt 10 konzentrisch einschließt. Dieses Kalibrierrohr 22 weist einen um ein geringes größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Kunststoffrohres 6 auf.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Um das Kunststoffrohr 6 mit der an einem Ende angeordneten Verbindungsmuffe 7 herzustellen, wird die Spritzgußform 3 durch Zusammenführen der Aufspannplatten 1 und 2 geschlossen und der Kern 18 mittels seiner Ausziehvorrichtung 20 in die Spritzgußform 3 eingeführt. Hierauf wird durch Verschieben der Schnecke 4 im Spritzzylinder 5 eine zum Füllen der Spritzgußform 3 erforderliche Menge plastifizierten Kunststoffes in die Spritzgußform 3 eingespritzt und hierdurch die Verbindungsmuffe 7 mit dem Boden 19 hergestellt. Sodann wird die Spritzgußform 3 geöffnet und durch Zusammenführen der beiden Hälften des Kalbrierrohres 22 dieses an die Stelle der Spritzgußform 3 vor den Düsenspalt 10 gebracht.
Hierauf wird der Kern 18, der beim Auseinanderziehen der Spritzgußform3 der Verbindungsmuffe7 den Halt an der Winkelspritzdüse 8 verleiht, allmählich von dieser entfernt und gleichzeitig durch weiteres, nunmehr freies Ausschieben von Kunststoff aus der Ringdüse 9 das Kunststoffrohr 6 im Anschluß an die Verbindungsmuffe 7 gebildet, deren Kunststoff noch nicht erhärtet sein darf. Gleichzeitig wird durch Öffnen des Ventils 13 in der Mündung 12 der Bohrung 11 Druckluft in den durch den Boden 19 geschlossenen Rohrinnenraum eingeleitet, wodurch sich das Kunststoffrohr 6 bis zur Anlage seines Außenmantels an den Innenmantel des Kalibrierrohres 22 erweitert und der Kunststoff wowohl in Umfangsrichtung als auch in Längsrichtung gereckt wird. Nach Erreichen der erforderlichen Länge des Kunststoffrohres 6 wird das Ausschieben des Kunststoffstranges unterbrochen, das Kunststoffrohr 6 ahgeschnitten, der Kern 18 aus der Verbindungsmuffe 7 entfernt und hierauf der Boden 19 herausgeschnitten.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Abb. 5 und 6 ist ein Spritzkopf mit axialem Austritt des Kunststoffes vorgesehen. Die Bohrung 11 ist mit einem Zuführungskanal 23 für die Druckluft verbunden, von dem eine Abzweigleitung 24 in einen erweiterten Teil 25 der Bohrung 11 mündet. In diesem Teil ist ein Stufenkolben 26 angeordnet, an dem der Ventilstößel 14 des Ventils 13 befestigt ist.
Durch eine Feder 27 wird das Ventil 13 geschlossen gehalten. Bei der Einführung von Druckluft wird der Stufenkolben 26 entgegen der Kraft der Feder 27 geöffnet. Die die Verbindungsmuffe 7 formende Spritzgußform 3 ist zusammen mit der hydraulischen Ausziehvorrichtung 20 auf einem Schlitten 28 angeordnet, der beispielsweise mittels Rädern 29 und Schienen 30 in axialer Richtung bis zur maximalen Länge des herzustellenden Kunststoffrohres 6 mittels einer antreibbaren Schraubenspindel 31 verfahren werden kann. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß die Spritzgußform 3 als Ziehvorrichtung bei der Rohrherstellung verwendet werden kann und erst bei fertiggespritztem Kunststoffrohr 6 die Verbindungsmuffe 7 durch Öffnen freigibt. Hierbei bleibt der Kern 18 in der Verbindungsmuffe 7 und dichtet dabei den Hohlraum des Kunststoffrohres 6 ab, so daß die Herstellung eines Bodens 19 entfällt. Daher ist der Kern 18 bis zur Anlage an die Spritzdüse verschiebbar. Um ein gleichmäßig über die gesamte Länge des Kunststoffrohres 6 verteiltes Recken des Kunststoffes zu gewährleisten, kann die Spritzgußform3 im Bereich des Überganges von der Verbindungsmuffe 7 zum Kunststoffrohr 6 quergeteilt sein und die hierdurch gebildeten Formhälften 32 durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Zugvorrichtung unabhängig von der Bewegung der Aufspannplattenl und 2 geschlossen und geöffnet werden. Das Kalibrierrohr 22 weist in einem dem Spritzkopf zugekehrten Endbereich eine dem Übergangsteil der Verbindungsmuffe 7 entsprechende Ausnehmung 33 auf.
Hierdurch kann das Kalibrierrohr 22 über diesen Übergangsteil der Verbindungsmuffe7 zum Schließen gebracht werden, so daß auch der an die Verbindungsmuffe 7 angrenzende Teil des Kunststoffrohres 6 gereckt wird. Diese Ausbildung der Spritzgußform 3 und des Kalibrierrohres22 ist auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Abb. 1 bis 4 möglich. Zum Regeln des Streckvorganges kann das Kalibrierrohr 22 mit schraubenartig den Hohlraum umschließenden Kanälen 34 zum Zuführen eines Kühlmittels versehen werden. Es ist auch möglich, die Druckluft durch den Kernl8 in den Hohlraum des Rohres 6 einzuführen, wie Abb. 7 zeigt. Hierzu ist im Kern 18 die Bohrung 11 angeordnet und deren Mündung als Ventilsitz für das Ventil 13 ausgebildet.
In dem dem Ventilsitz gegenüberliegenden Bohrungsende sitzt der Endteil 38 eines Rohres 35, das durch den Kolben36 des Zylinders 37 der Ausziehvorrichtung 20 sowie durch den Zylinderraum führt und durch die dem Ventilsitz gegenüberliegende Zylinderstirnwand39 aus diesem austritt. In dieser Zylinderstirnwand 39 ist das Rohr 35 mittels einer Stopfbüchse 40 abgedichtet. An dem freien Ende des Rohres 35 ist ein Krümmer 41 und an diesem ein flexibles Zuführungsrohr42 für die Druckluft angeordnet. Mittels des Ventilstößels 14, der durch den Krümmer41 nach außen geführt und durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung axial verschiebbar ist, läßt sich das Ventil 13 öffnen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von Kunststoffrohren mit einer Verbindungsmuffe an einem Ende, bestehend aus einem Formeinspritzen des Kunststoffes zur Bildung der Verbindungsmuffe und einem darauffolgenden Ausspritzen des Kunststoffes in der Rohrquerschnittsform, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmuffe zunächst mit einem Boden an der Übergangsstelle zum Rohr hergestellt, anschließend Druckluft in den abgeschlossenen Rohrinnenraum eingeführt und das Kunststoffrohr (6) durch an sich bekanntes freies Ausspritzen des Kunst- stoffes gebildet sowie hierauf der Boden ausgeschnitten wird.
2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 unter Verwendung einer Spritzgußmaschine mit einem eine dem Rohrquerschnitt entsprechende Ringdüse aufweisenden Winkelspritzkopf, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Formeinspritzen vorgesehene Spritzgußform (3) in Rohrachsrichtung verschiebbar geführt ist und aus zwei auseinanderfahrbaren Formhälften und einem den Innenraum der Muffe bildenden, axial verschiebbaren Kern (18) besteht und der Winkelspritzkopf mit einer in der Ringdüse (9) zentral ausmündenden und mittels eines Ventils (13) verschließbaren Bohrung (11) für die Druckluft versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kalibrieren des Kunststoffrohres (6) ein etwa dessen Außendurchmesser als lichte Weite aufweisendes Kalibrierrohr (22) vorgesehen ist, das senkrecht zur Ausziehvorrichtung (20) für die Formhälften bei geöffneter Spritzgußform (3) vor die Ringdüse (9) verschiebbar ist.
4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 unter Verwendung einer Spritzgußmaschine mit einem in deren Längsachsrichtung aus spritzenden Spritzkopf,da-.durch gekennzeichnet, daß die zweiteilig ausgebildete Spritzgußform (3) zusammen mit der Ausziehvorrichtung für den den Innenraum der Verbindungsmuffe (7) formenden Kern auf einem in Rohrachsrichtung ausfahrbaren Schlitten (28) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzgußform (3) im Bereich des Überganges von der Verbindungsmuffe (7) zum Kunststoffrohr (6) quergeteilt und die hierdurch gebildeten Formhälften (32) mit je einer Zugvorrichtung versehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum freien Ausspritzen des Kunststoffes eine kontinuierlich arbeitende Spritzgußmaschine vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2443 053.