DE2036607A1

DE2036607A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Aufweitungen von Hohlkörpern

Info

Publication number: DE2036607A1
Application number: DE19702036607
Authority: DE
Inventors: Richard 5209 Dattenfeld; Karp Johann 5215 Mondorf Salz
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1970-07-23
Filing date: 1970-07-23
Publication date: 1972-01-27
Also published as: US3773456A; CA964823A; FR2099549A1; FR2099549B1; GB1338506A

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KDIN-LINDENTHAI. PBTIR-KINTGEN-STRASSE 2

Köln, den 22. Juli 1970 Rö/mc/82

Dynamit Nobel AG, 5210 Troisdorf

Vorrichtung zur Herstellung von Aufweitungen von Hohlkörpern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Aufweitungen von Hohlkörpern, insbesondere von thermoplastischen Kunststoffrohren, derartige Vergrößerungen des Innendurchmessers sind beispielsweise bei Kunststoffrohren erforderlich, wenn die Rohre mittels Muffensteckverbindungen aneinander gefügt werden sollen. Hierbei wird jeweils ein Rohrende zu einer Muffe aufgeweitet, in welche das nicht aufgeweitete Ende des anderen Rohres eingeschoben wird. Die Muffe ist zweckmäßigerweise mit einer zusätzlichen Sicke zu versehen, die einen Dichtungsring aufnimmt.

Hierbei kommt es auf eine genaue Sinhaltung der Innenform der Aufweitung an, da die Abdichtung der Rohrverbindung und auch die Führung desEinschubrohrendes in der Muffe entscheidend davon abhängt» daß Muffendurchmesser und Sickendurchmesser sowie Sickenforra genau eingehalten werden. Gleichzeitig soll vermieden werden, daß die in der Sicke unterzubringenden Dichtungsringe beschädigt werden können.

Zwar ist es bereits bekannt, Sicken zu erzeugen, in denen der Hohlkörper beispielsweise durch öl- oder Luftdruck

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gegen eine Außenform gedrückt wird, so daß sich auf der Oberfläche des betreffenden Hohlkörpers eine entsprechende Sicke bildet. Jedoch wird hierbei die Sicke nur auf dem äußeren Profil gut ausgeprägt, dagegen läßt die Maßgenauigkeit im Inneren, die gerade wichtig ist, zu wünschen übrig.

Um diesen Nachteilen zu begegnen, ist bereits vorgeschlagen worden, Hohlkörper mit Wandverdick—ungen oder Außenwülsten zu spritzen und anschließend die Sicken innen mit Stählen auf Spezialmaschinen einzustechen. Ein solches Verfahren ist zunächst teuer, da Material vergeudet wird, weiterhin kommen aber auch wegen der starken Materialanhäufung verhältnismäßig lange Spritzaeiten für die Fertigung der Hohlkörper hinzu. Außerdem sind die scharfen Einstichkanten, die bei der Herstellung der Sicken entstehen, dem Dichtungsring gefährlich, iieil sie diesen beschädigen können.

Weiterhin ist es bekannt komplizierte zerlegbare Kerne in die Hohlkörper einzubringen, mit denen diese dann aufgeweitet und mit einer Muffe und einer Sicke versehen werden, Dabei muß der Kern auf ein solches Radialmaß verkleinert werden können, daß er aus der erzeugten Rohrmuffe und aus der Sicke herausziehbar ist. Auf diese Weise lassen sich maßlich sehr genaue Muffen und Sicken herstellen, jedoch sind diese Vorrichtungen aufgrund ihrer Kompliziertheit sehr kostspielig und störungsanfällig und erlauben keinen Verschluß von Heiz- bzw. Kühlmedien, die den Arbeitsvorgang beschleunigen würden. Auch eine Änderung der Sickentiefe ist nur durch Verwendung eines neuen Kerns möglich.

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Diesen geschilderten Nachteilen wird durch die vorliegende Erfindung abgeholfen. Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Querschnittsveränderungen an Hohlkörpern mit einer geteilten Außenform und einem Aufweitdorn, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Aufweitdorn aus zwei Teilen besteht, zwischen denen sich ein Formring befindet, der drehbar auf einem Schiebeteil, das in einem Führungsteil gelagert ist, angebracht, durch einen Antrieb in Rotation versetzbar und durch einen Hubzylinder in eine Kreisbahn um die mittlere Achse des Aufweitdorns bringbar ist, und das eine Spannvorrichtung mit einer Hubeinrichtung vorgesehen ist.

Der Aufweitdorn wird zur Herstellung der Muffe am Ende des Hohlkörpers in diesen eingeschoben und besitzt die Innenkonturen des Hohlkörpers· Sowohl die Außenform als auch der Aufweitdorn sind zweckmäßigerweise mit Kanälen durchzogen, die zum Durchfließen von Kühl- bzw. Heizmedien dienen und dadurch den Herstellungsprozess beschleunigen·

Der Formring, der drehbar auf dem Schieberteil angeordnet ist, wird mit dem Aufweitdorn in den Hohlkörper eingeschoben und in Rotation versetzt. Der Schieberteil ist durch einen Hubzylinder bis zu einem Anschlag verstellbar. Der Anschlag kann durch eine Stellschraube verändert werden und richtet sich nach der Höhe der zu erzeugenden Sicke. Während der Schieberteil durch den Hubzylinder langsam zusammen mit dem Formring bis zu diesem Anschlag gefahren wird, rotiert der Formring und beschreibt außerdem eine Kreisbahn um die mittlere Achse des Hohlkörpers, wodurch die Sicke ausgebildet wird. Dabei besitzt der Formring die inneren Konturen der Sicke.

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Durch die allmähliche Ausbildung der Sicke an der inneren Oberfläche des Hohlkörpers besitzt diese die jeweils gewünschte Maßgenauigkeit. Schwächungen in der Wandstärke des Hohlkörpers treten nicht auf_a da es im Bereich der Sicke nicht mehr zu Verarmungen an Material kommen kann, da durch den Druck des Formrings auf den Rand des Hohlkörpers Material entsprechend dem fortschreitenden Formen der Sicke nachgeliefert wird.

Nach Ausbildung von Muffe und Sicke wird das Hohlkörperende gekühlt, während die rotierende Bewegung des Formrings solange fortgesetzt wird, bis das Hohlkörperende erkaltet ist. Dadurch wird eine besonders große Maßgenauigkeit der Innenkontur der Muffe sowie der Sicke erreicht, da sich der Hohlkörper nach dem Erkalten nicht mehr verändert .

Der gesamte Aufbau dieser Vorrichtung ist so ausgelegt, daß alle Nennweiten von Rohren störungsfrei, außer der üblichen Wartung von Maschinen, voll kontinufeclich über einen längeren Zeitraum eingesetzt werden können.

Weiterhin besitzt die Vorrichtung an allen notwendigen Punkten Kanäle zur Aufnahme von Kühl- bzw, Heismedien. Dadurch ist eine genaue und schnellere Fertigung der Verformung gewährleistet.

Zudem kann die gesteuerte Bewegung des Schieberteils das Material beim Formen der Sicke aus den Randzonen besser nachziehen, was bei zu schneller Verformung nicht gewährleistet ist.

Die Sickentiefe ist hier ohne Änderung von Kern oder sonstigen Führungsteilen einstellbar. Dies ist insofern wichtig, weil Schrumpfwerte und sonstige Einflüsse immer eine Nachstellung erforderlich machen.

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Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand des in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher ausgeführt.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung im Schnitt, wobei die Betätigungsaggregate 1Θ, 19, 21 sowie die Spannvorrichtung 6 sinnbildlich dargestellt sind.

Fig. 2 zeigt einen Teilausschnitt, bei dem die Muffe 24 schon geformt ist.

Fig. 3 zeigt einen Teilausschnitt, wie der Schieberteil 4 im Führungsteil 5 gelagert ist.

FIg. 5 zeigt einen Schnitt durch das Formteil 24, wie der Formring 3 in Verbindung mit dem Schieberteil aus der Mitte gefahren ist und so eine Kreisbahn um die mittlere Achse zurücklegt.

Die Außenform 1 ist geteilt und mit entsprechenden Befestigungselementen versehen, womit sie beispielsweise in einer Presse gehalten wird. In der Außenform befindet sieh eine Gummieinlage, die eine größere Haftung des Hohlkörpers bewirkt. Durch die Außenform 1 führen Kanäle 23, durch die der Hohlkörper geheizt oder gekühlt werden kann, so daß eine Regelung der bei der Fertigung auftretenden Temperaturunterschiede bewirkt wird.

Aus dem gleichen Grunde ist der vordere Teil 2 des Aufweitdorns mit "'Kanälen 23 versehen. Teil 2 des Aufweltdorns ist auf einer Achse 8 befestigt und an der dem Rohrinneren zugewandten Seite mit einer Kappe 14 zum Schutz der Anschlußverschraubungen 15 versehen. Den zweiten Teil

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des Aufweitdorns bildet der Teil 11, der drehbar beispielsweise durch Kugellager 20 mit dem Führungsteil 5 verbunden ist.

Zwischen den beiden Teilen 2 und 11 des Aufweitdorns befindet sich der Pormring 3·, der die entsprechende Außenform der zu bildenden Sicke aufweist und drehbar mit dem Schieberteil 4 verbunden ist. Der Schieberteil 4 ist in Schwalbenschwanzform gefertigt und mit einer Lagerbuchse zur Aufnahme des Formrings 3 versehen. Zur Lagerung des Formrings 3 kann hierbei beispielsweise ein Nadelkäfig 22 benutzt werden. Der Sehieberteil H weist weiterhin ein Spannstück zur Befestigung des Hiabz^linders 7 sowie einen Anschlag 13 mit Stellsehraube auf. Durch die Stellschraube kann die Sickentiefe auf die gewünschte Größe eingestellt werden.

Der Führungsteil 5 besitzt eine Schwalbenschwanzführung zur Aufnahme des Schiebenteils 4 sowie eine Lagerbuchse 1β zur Aufnahme des Aufweitdorns 11. Weiterhin hat er eine Bohrung für äen Hubzylinder 7 sowie eine Lagerstelle 17 zum Zentrieren der Vorrichtung und einer Antriebsscheibe 9. Zur Abdichtung gegenüber der Zentrierwelle 8 können Rundschnurringe 18 angebracht sein.

Die Spannvorrichtung β besteht aus einem Zentrier- und Führungsteil, das auf einer Seite die Äufweitvorrichtung aufnimmt und gegenüberliegend mit einer Hubeinrichtung verbunden ist, die die gesamte Einrichtung in Axialrichtung vor- oder rückwärts bewegt, sowie den Aufbau eines Antriebsaggregates 1© trägt.

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Die Zentrierwelle 8 wird zweckmäßigerweise mit Bohrungen zum Durchfließen von Kühl- bzw. Heizmedien für den Aufweitdorn 2 sowie für die Betätigung des Hubzylinders 7 versehen. Die Antriebsscheibe 9 dient zur Übertragung der rotierenden Bewegung für die Vorrichtung. Die Antriebsscheibe 9 ist mit dem Antriebsaggregat 10 verbunden, dessen Umdrehungen regelbar sind.

Der Führungsteil 5 ist an der der Bohrung für den Druckzylinder 7 gegenüberliegenden Seite ebenfalls mit einer Bohrung versehen, die eine Rückholfeder 12 aufnimmt, die den Schieberteil 4 mit dem Führungsteil 5 verbindet und dazu dient, den Hubzylinder 7 zu entlasten.

Die Betätigung des Hubzylinders 7 und der Hubeinrichtung 19 kann mit Hilfe einer Hydraulikeinrichtung 21 erfolgen, aber auch auf andere Weise vorgenommen werden.

Zur Anbringung von Muffe und Sicke an ein Rohrstück wird dieses im thermoplastischen Zustand in die geteilte Außenform 1 gelegt. Danach wird die Hubeinrichtung 19 betätigt, die die Spannvorrichtung 6 bis zum Anschlag in das Rohrende führt. Hierdurch wird zunächst die Muffe am Rohrende ausgebildet (sh. Fig. 2). Während dieses Vorgangs kann man beispielsweise heißes Wasser durch die Kanäle 23 fließen lassen. Der Formring 3 befindet sich dabei in Ausgangsstellung, in der er die Innenwand des Rohres nicht berührt. Durch Einschalten des Antriebs 10 wird der Führungsteil 5 in Rotation versetzt, ßleichzeitig wird der Hubzylinder 7 betätigt, der den Schieberteil 4 langsam in Verbindung mit dem Formring 3 bis zum Anschlag 13 von der Mittelachse wegbewegt. Währenddessen rotiert der Formring 3 auf einer

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Kreisbahn um die Mittelachse und rollt sich an der Rohrinnenwand ab (sh. Fig. 4). Der Durchmesser der Kreisbahn des Formrings 3 vergrößert sich solange, wie der Hubzylinder 7 in Tätigkeit ist. In der Endstellung ist sein Durchmesser größer als der Innendurchmesser der Muffe. In dieser Endstellung wird die rotierende Bewegung sowohl des Führungsteils 5 als auch des Formrings 3 solange fortgesetzt, bis das Rohr 24 erkaltet ist, wobei die Kanäle 23 zweckmäßigerweise von einem Kühlmedium durchströmt, werden. Anschließend wird der Antrieb 10 ausgeschaltet, der Schieberteil 4 mit dem Formring 3 durch den Hubzylinder 7 zur Mittelachse zurückgefahren und die gesamte Aufweitvorrichtung von der Hubeinrichtung 19 aus dem Rohr 24 herausgezogen. Durch öffnen der Außenform 1 und Herausnehmen des Rohres 24 ist der Produktionsvorgang beendet.

Die Gummieinlage in der Außenform 1 bewirkt hierbei eine größere Haftung des Rohres, damit dieses aufgrund der rotierenden Bewegung des Formringes 3 nicht in axialer Richtung verrutschen kann.

Die Lagerung des Teils 11 des Aufweitdorns im Führungstell 5 ist zweckraäßigerweise so vorzunehmen, daß sich der Teil 11 während der Rotation des Führungsteils 5» d.h. im eingefahrenen Zustand der Aufweitvorrichtung, in Ruhestellung öteht und dadurch ein Reiben oder Schmieren an der Innenfläche der Muffe verhindert. Daher wurde zur Lagerung des Teils 11 im Führungsteil 5 ein Kugellager 2Θ vorgesehen.

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Claims

P a t e η tan sp rüche

/1Λ Vorrichtung zum Aufweiten von Hohlkörpern mit einer ^-^ geteilten Außenform und einem Aufweitdorn, gekennzeichnet, durch einen Aufweitdorn aus zwei Teilen (2) und (11), zwischen denen sich ein Pormring (3) befindet, der drehbar auf einem in einem Führungsteil (5) gelagerten Schieberteil (4) angebracht ist, durch einen Antrieb (10) in Rotation versetzt und durch einen Hubzylinder (7) in eine Kreisbahn um die mittlere Achse des Aufweitdorns (2, 11) gebracht werden kann und durch eine Spannvorrichtung (6) mit einer Hubeinrichtung (19). ■ .

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geteilte Außenform (1) eine Gummieinlage und Kanäle (23) besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufweitdorn (2,11) die Innenform des Hohlkörpers (24) sowie Kanäle (23) besitzt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pormring (3) die Innenform der

» Sicke besitzt.

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, daß der Schieberteil (3) durch einen Hubzylinder (7) bis zu einem verstellbaren Anschlag j (13) verschiebbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (11) des Aufweitdorns drehbar im Führungsteil (5) gelagert ist.

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ORIGINAL INSPECTED