DE1805446B2

DE1805446B2 - Verfahren zum herstellen von aus thermoplastischem kunststoff bestehenden rohrfoermigen koerpern ausgangskoerper und umform werkzeug fuer die durchfuehrung des verfharnes

Info

Publication number: DE1805446B2
Application number: DE19681805446
Authority: DE
Inventors: Johann 8441 Irlbach; Heitzer Robert 8443 Bogen; Neueder Ludwig 8444 Straßkirchen Gütlhuber
Original assignee: Kunststoffwerk Gebr. Anger GmbH & Co München, 8000 München
Priority date: 1968-07-18
Filing date: 1968-10-26
Publication date: 1971-12-23
Also published as: DE2817099A1; DE1805446C3; DE1805446A1

Description

1 \ 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- weiten verbundene Abnahme der Wandstärke kann stellen eines aus einem thermoplastischen Kunststoff dadurch ausgeglichen werden, daß der Muffenbestehenden rohrförmigen Körpers aus einem spritz- abschnitt wandverstärkt hergestellt wird. Ein wesentgegossenen, anschließend unter Erwärmen teilweise licher Nachteil liegt nun darin, daß die inneren Abumgeformten rohrförmigen Ausgangskörper mit einer 5 messungen der Muffe mit Sicke erheblichen Schwan-Muffe mit Sicke am einen Ende, Sie betrifft auch kungen unterworfen sind, weil insbesondere die einen Ausgangskörper und ein Umformwerkzeug zur Wanddickentoleranz sich nachteilig auf die Genauig-Durchführung dieses Verfahrens, keit der Innendurchmesser auswirkt.

Die Umformung eines urgeformten Werkstückes Um dem abzuhelfen, wird bei weiteren bekumten

wie Formstückes aus thermoplastischem Werkstoff, io Verfahren mit einem in das Rohrinnere einzuführenz. B. die Anformung einer Muffe und Ausbildung den Aufweitedorn gearbeitet. Bei einer bekannten einer Sicke darin, kann nur im thermoelastischen Zu- Ausführungsform ist der Aufweitedorn über seine Standsbereich des Werkstoffes durchgeführt werden, ganze Länge zylindrisch gestaltet und weist einen wenn sie technisch einwandfrei sein soll. Der thermo- Gummiringkörper auf, der durch axiales Zusammenelastische Zustandsbereich (Umformbereich) ist von 15 drücken in dem Muffenabschnitt eine die Sicke for-Werkstoff zu Werkstoff verschieden. So ist z. B. der mende Wulst ausbildet. Bei einem anderen bekannten thermoelastische Zustandsbereich von Olefinen, wie Verfahren hat der Aufweitedorn schon beim Einbeispietsweise Polypropylen und Polyäthylen schmaler fahren in das Kunststoffrohr die der Sickenform entals der von Poly v.-i ylchlorid. Der Übergang vom sprechende Wulst, so daß der Dorn für das Ausfahren festen Zustandsbereich in den thermoelastischen ver- ao in seinem Durchmesser verringert werden muß.
läuft bei Polyvinylchlorid praktisch stetig, während Auch mit solchen mechanischen Verformungswerk-

bei Olefinen dieser Übergang zunächst nur sehr zeugen kann bezüglich der aufgezeigten Mangel nur schwach und von einer bestimmten Temperatur an ein Teilerfolg erreicht werden. Die Fähigkeit des sprungartig verläuft. Wird im unleren thermoelasti- Kunststoffs, sich im Bereich der Wulst durch Einschen Bereich eine Umformung vorgenommen, sind as schnüren eng an den Zylinderkörper des Aufweitegrößere Kräfte notwendig. Darüber hinaus spielt domes anzulegen, ist beschränkt. Daher sind vielfach auch der Zeitfaktor der Krafteinwirkung eine Rolle. äußere Anpreßwerkzeuge erforderlich. Im Bereich Bei höheren Temperaturen dagegen ist der Kraft- der Sicke findet eine besonders starke Wanddickenaufwand geringer. abnähme statt, die eine überhöhte Wanddicke im

Für verschiedene Anwendungsfälle, in denen das 30 Muffenbereich erforderlich nacht. Insbesondere aber Kunststoffrohr und die dazu nrtwend j,en Formstücke sind nur solche Sickenquerschnitte zu verwirklichen, eingesetzt werden, sind neuerd^:nf»s Werkstoffe not- die ein leichtes Entfernen des Domes gestatten. Hinwendig, die eine höhere Temperatur ν ,rtragen, ohne terschneidungen sind nicht möglich,
daß Rückstellungen im Umformbereich auftreten. Schließlich ist es bekannt, glatte Rohre mit Muffen

Für den Fall, daß Rückstellungen bei zu hohen Tem- 35 zu versehen, indem deren Ende zuerst zu einem Mufperaturen auftreten, dürfen sie keinen Einfluß auf die fenabschnitt aufgeweitet wird und dann in dessen Dichtwirkung ausüben. Für Abflußrohre beispiels- Bereich eine Sicke durch hydraulisch oder mechaweise haben sich deshalb Werkstoffe wie nach- nisch ausgefahrene Formringc erzeugt wird. Bei im chloriertes Polyvinylchlorid. Polypropylen und Poly- Spritzverfahren hergestellten rohrförmigen Körpern äthylen als besonders geeignet erwiesen, da bei der 40 wird zweckmäßig die Muffe mitgespritzt. Für das anheutigen Ausrüstung von Haushalten mit Wasch- und schließende Einformen der Sicke mit Druckluft oder Spülmaschinen, die im verstärkten Maße heißes einem inneren mechanischen Verformungswerkzeug Wasser abführen, die bisher verwendeten thermo- gilt da·, vorstehend Gesagte. Die Verringerung der plastischen Werkstoffe, für Abflußrohre bzw. deren Wandstärke im Sickenbereich gebietet eine Wandverbesondercr Hitzeeinwirkung ausgesetzter Teile nicht 45 Stärkung der Muffe, Wandstärketoleranzen ergeben mehr geeignet sind. Dies gilt im noch größeren Um- entsprechende Abweichungen im Innendurchmesser fang für Industriebetriebe und Handwerk. der Sicke; vornehmlich im Übergangsbereich zwischen

Um mit praktisch aufbringbaren Kräften aus- Muffe und Sicke ist eine exakte Formgebung schwiekommcn zu können, muß in dem oberen thermo- rig. Bei den bekannten Verfahren muß entweder der elastischen Zustandsbereich des Werkstoffes die Um- 50 Muttenabschnitt oder mindestens die vollständige formung vorgenommen werden. In diesem Tempc- Sicke erst einmal durch einen Umformprozeß geraturbcrcich ist der Werkstoff jedoch bereits so labil, schaffen werden, was sich auf die Funktionsmaße daß ectiiiiic Funktionsmuße der Muffe und Sicke nachteilig auswirkt. Besonders nachteilig machen naht or/ieIt werden können. Die Rückstellung des sich die thermischen Rückstellungen bei Erwärmung, Werkstoffes bei Wiedererwärmung (z. B. Erwärmung SS beispielsweise durch heißes Wasser hervorgerufen, im Betriebszustand) würde in allen Fällen, in denen bemerkbar.

die Temperatur erreicht wird, bei der die Umformung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

stattfand, zu einer mehr oder weniger ausgeprg Mangel und Nachteile der bekannten Verfahren und unkontrollierbaren Rückstellung in die Urform roh· Vorrichtungen mh Sicherheit zu vermeiden und einen ren. was bei Muffen und Sicken zu Undichtigkeiten βο im Spritzgußverfahren hergestellten rohrför führen würde. Die Muffe kann im ungünstigsten Falle Körper (wie beispielsweise auch Abzweige·, Ubersogar eine andere Form annehmen, sogar ovale gangsrohre, Bogen, Syphonwinkel usw.) mit einer Formen treten auf. Muffe zu erzielen, dessen Muffe wie die sich in deren

Bei einem bekannten Verfahren zum Anformen Bereich befindende Sicke innenkalibriert ist, einen einer Muffe mit Sicke an Kunststoffrohr wird in des* Os hohen Grad an Genauigkeit aufweist und diesen auch sen erwärmten und abgedichteten Muffenabschnitt im Betriebszustand beibehält, wobei für verschiedene Druckluft eingeführt, die den Werkstoff gegen eine Anwendungsfalle verschiedene Sickenformen henteil· äußere Matrize preßt. Die mit einem solchen Auf· bar sein sotten, and außerdem ein Verfahren, einen

Ausgangskörper und eine Vorrichtung zu erzielen, die Schließlich sind mittels des Gegenstandes der Erzur Herstellung der Muffe und Sicke für thermo- findung rohrförmige Körper mit größeren Wandplastische Werkstoffe, besonders Polyolefine, wie z, B. dicken umformbar als mit den varbtfkannten VorPolypropylen, Polyäthylen sowie auch für Polyvinyl- richtungen,

chlorid usw, anwendbar bzw, geeignet sind. Weiter- 5 Bei Sicken mit steilen Flanken und insbesondere

hin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den mit einer Hinterschneidung kann zusätzlich zur

notwendigen Umformungsaufwand auf ein Mindest- Formgebung durch Einschnüren des stirnseitigen

maß zu beschränken und die Herstellung wirtschaft- Endes noch ein axiales Stauchen erfolgen, wobei ohne

lieh zu gestalten. Veränderung der Wandstärke in den kritischen Ab-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- ίο schnitten selbst sehr steile Übergänge zwischen Muffe löst, daß das Umformen eines Ausgangskörpers, des- und Sicke verwirklicht werden können, sen Muffenabschnitt gegen das Rohrende in einen Für die nach dem Erwärmen des Kopfabschnittes zylindrischen Kopfteil größeren Durchmessers über- des Ausgangskörpers durchzuführende Formgebung geht, durch Erwärmen zumindest des vorderen Kopf- der Sicke empfiehlt die Erfindung ein Umformwerkteilabschnittes bis in den thermoelastischen Zustande- 15 zeug mit einem Zentralinnendorn und einem axial bereich des Kunststoffes und durch radiales Ein- bewegbaren Formring zum radialen Einschnüren schnüren dieses erwärmten vorderen Kopfteil- und axialen Stauchen des Endabschnittes des Ausabschnittes erfolgt. Dabei kann vorteilhaft das Um- gangskörpers. Bei diesem Umformwerkzeug ist der formen durch gleichzeitiges radiales Einschnüren er- Zentraidorn zylindrisch ausgebildet und mit dem folgen. Günstige Ausgangskörper haben einen stufen- ao Formring einstellbar axial ver-hiebbar. Dem Form förmigen Absatz zwischen dem Muffenabschnut und ring ist eine die Muffe umfassende und den stufendem Kopfteil, der vorteilhaft Winkel von etwa 1 "5 förmigen Absatz axial abstützende Halteschale zu- oder 90 gegenüber Muffe und Kopfteil aufweisen geordnet,
kann. Der Formring soll vorzugsweise eine schräge Innen-

Das mit der Erfindung vorgeschlagene Vert.thren 25 fläcne aufweisen. Bei Sicken mit schräger Vorder- und die Vorrichtung dazu weisen verschiedene Vor- flanke kann diener Sickenabschnitt am Formring anteile auf. Weil der wesentliche Teil der Muffe und liegen. Der gleiche Formring mit schräger Innenfläche Sicke beim Anmeldungsgegenstand in der Urfoim kann aber auch für die Formung von Sicken mit senkvorliegt, d. h. im thermoplastischen Zustandsbereich rechter Vorderflanke und für Sicken mit einer Hinterdes Werkstoffes, nämlich im Spritzgußverfahren her- 30 schneidung benutzt werden, wenn die maximale Eingestellt ist, kann der vordere Teil des Kopfabschnittes dringtiefe des Zentraldornes mittels eines Anschlagzur Sicke im oberen thermoelastischen Zustands- bolzens einstellbar ist. Dabei hebt sich der an einem bereich umgeformt werden, da derjenige Teil des Dornvorsprung stirnseitig anliegende Kopfabschnitt Kopfabschnittes und somit der späteren Sicke, der des Ausgangskorpers vom Formring teilweise ab und eine hohe Maßhaltigkeit aufweisen muß, also dort, 35 erfährt eine der Eindringtiefe des Domes entsprewo die Dichtwirkung des Dichtringes und höhere chende, die Sickengestalt ausbildende Stauchung. Temperaturen auftreten, in der Urform verbleibt. Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeich-Außerderr. wird der Teil des Kopfabschnittes, der zur nung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es Sicke umgeformt wird, im Betriebszustand thermisch zeigt

nicht so hoch beaufschlagt, weil ein Temperatur- 40 F i g. 1 die Ausgangsstellung des Umformwerk-

gefällc ab eingesetztem Dichtring vorliegt und ein zeuges für das Verfahren,

Luftpolster zwischen eingeschobenem Rohr und der F i g. 2 bis 4 das Umformwerkzeug mit unterschied-

Muffe vorhanden ist, so daß Rückstellungen in die- liehen Sickenformen an der Muffe des rohrförmigen

sem Bereich an sich nicht auttreten. Sollte bei zu Körpers.

hoher Erwärmung dennoch eine Rückstellung ein- 45 An den zylindrischen Muffenabschnitt 4 des rohrtreten, hat sie bei Anwendung des Verfahrens gemäß förmigen Körpers schließt sich ein zylindrischer der Erfindung keinen Einfluß auf die Dichtwirkung, Kopfabschnitt 5 an, dessen innerer Durchmesser um da derjenige Teil der Sicke und Muffe, der zu hoher den Betrag der lichten Sickenhöhe größer ist als der Erwärmung ausgesetzt werden könnte, >n seiner Ur- innere Muffendurchmesser.

form verbleibt. Dies findet selbstverständlich seine 5° Der Muffenabschnitt 4 geht in den Kopfabschnitt S

natürliche Grenze in den Eigenschaften des verwen- ,ni? einem stufenförmigen Absatz 6 über. In F i g. 1

deten Werkstoffes. verläuft der stufenförmige Absatz 6 senkrecht zur

Ein weiterer Vorteil des Anmeldungsgegenstandes Längsachse; er schließt mithin mit den angrenzenden

ist darin zu sehen, daß bei der Umformung des Werk- Abschnitten 4, S je einen Winkel von 90 ein. Das

stoffes keine Wanddickcnschwächung, wie bei den 55 empfiehlt sich für Sicken mit steiler rückwärtiger

vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen eintritt, Flanke. Soⁿen Sicken mit schräger rückwärtiger

sondern vielmehr eine erwünschte Verstärkung im Flanke hergestellt werden, wird man den stufenförmi-

Umformungsbereich erzielbar ist. gen Absatz 6 entsprechend ausbilden, so daß er bei-

Ein besonderer Vorteil des Anmeldungsgegen- spielsweise je einen Winkel von etwa 135° gegen die Standes liegt noch darin, daß im Dorn des Werk- βο angrenzenden zylindrischen Abschnitte 4, S ein-

zeuges kein Mechanismus benötigt wird, was eine schließt.

wesentliche Vereinfachung derartiger Vorrichtungen FUr die weitere Formgebung der Sicke wird ein

darstellt. Mittel* Jieser Vorrichtung sind die verachte- Umformwerkzeug benutzt, bei dem eine Halteschale 7

densten Sickenformwn bis zur Hinterschneidung her- den Ausgangskörper in seinem Muffenabschnitt 4 umstellbar. Der notwendige Verformungsaufwand ist mit 65 faßt und den stufenförmigen Absatz 6 abstützt. Ein

der Erfindung auf ein Mindestmaß reduziert, was eine axial verschiebticher Formring 8 umfaßt den ganz hohe Maßhaltigkeit, vor allem des Innenmaßes der oder teilweise erwärmten Kopfabschnitt 5 des Aus-

Slcke bedeutet. gangskörpers (der mindestens zu erwärmende Teil ist

In den A&tJildengee mit Punkten dargestellt) und schnürt diesen ein, bis sein stiraseHiges Inde auf eine« mit den Forauing axial versehiebHehen Zentraldoffl 9 aufliegt. ©er Pofmring 8 weist eine Afc* schrägung 10 auf, die das anschnüren einleitet und S die bei Siefeen mit sdttägw Votderflanke (schräge Stoke) afc Anlage fttt den Werkstoff dienen kann. 0er Ftmnrtfig» ist gegen den gekühlten Zentraldorn 9 einstellbar vewemebHeti und federnd gelagert. Die Druckfedern 13, die durch die Federführungsbolzen to 15 gehalten werden, sind so dimensioniert, daß die Druckkraft auf den Permring größer ist, als es die Verformungsarbeit des Kopf abschnitte» S erfordert. Die maximale Eindringtiefe des Zentraldomes 9, der mit der Druckplatte 14 verschweißt ist, ist mit- t$ fels eines Anschlagbolzens 11 veränderbar. Der an einem Dornvorsprung Il stirnseitig anliegende Kepfabschnitt des Ausgangskörpers kann somit eine der Eindringtiefe des Domes 9 entsprechende Stauchung erfahren, so daß Sicken mit rechteckiger Oestalt und ae aueh solche mit einer Hinterschneidung herzustellen sind.

Sicken und Muffen, die nach diesem Verfahren hergestellt werden, besitzen enge Toleranzen, was insbesondere auch bei Steck-Klebemuffen von Vor- ss teil ist. weil der erforderliche Spalt für die Klebung sehr genau eingehalten werden kann.

Die präzise Einhaltung der Sickenmaße und der Sickenform vermeidet auch, daß Verpressungen des Gummidichtelementes auftreten und die Dichtelemente bei der Rohrmontage aus der Sicke gedrückt werden.

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zum Herstellen eines aus einem 3$ thermoplastischen Kunststoff bestehenden rohrformigeti Korpers au» einem spritzgegossenen, anschließend unter Erwärmen teilweise umgeformten rohrförmigen Ausgangskörper» mit einer Muffe mit Sicke am eines finde, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformen eine« Ausgangskörpers (a), dessen Muffenabschnitt (4) gegen da» Rohrende in einen «yündrisehen Kopf' fei (S) größeren Durchmessers übergeht, durch Erwärmen zumindest des vorderen Kopfteilabschnittes bis in den thermoelastischen Zustandsbereich des Kunststoffes und durch radiales Einschnüren dieses erwärmten vorderen Kopfteilabschnittes erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformen durch gleichzeitiges radiales Einschnüren und axiales Stauehen erfolgt.
3. Ausgangskörper für das Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen stufenförmigen Absatz (6) zwischen dem Muffenabschnitt (4) und dem Kopfteil (5).
4. Ausgangskörper nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der stufenförmige Absatz einen Winkel von etwa 135 oder 90 gegenüber Muffe und Kopfteil (5) aufweist.
5. Uwrformwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2. mit einem Zentralinnendorn und einem axial bewegbaren Formring zum radialen Einschnüren und axialen Stauchen des Endabschnittes des Ausgangskörpers. dadurch gekennzeichnet, daß der Zentraldorn (9) zylindrisch ausgebildet und mit dem Formring (8) einstellbar axial verschiebbar ist und daß dem Formring (8) eine die Muffe (4) umfassende und den stufenförmigen Absatz (6) axial abstützende Halteschale (7) zugeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen