DE2319398C3

DE2319398C3 - Method and device for forming a sleeve having an annular groove on an end section of a pipe made of a thermoplastic material

Info

Publication number: DE2319398C3
Application number: DE19732319398
Authority: DE
Inventors: Willem Cornells den Zwolle; Putter Warner Jan de Hardenberg; Hertog (Niederlande)
Original assignee: Wavin BV
Current assignee: Wavin BV
Priority date: 1972-04-19
Filing date: 1973-04-17
Publication date: 1976-11-25

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anformen einer eine Ringnut aufweisenden Muffe an einen Endabschnitt eines Rohres aus einem thermoplastischen Kunststoff, bei dem der einer Stirnfläche des Rohres benachbarte Endabschnitt des Rohres erwärmt, die Wand des Endabschnittes durch axiales Zusammendrücken verdickt, der Endabschnitt zu der Muffe geformt und abgekühlt wird, sowie auf eine VorrichThe invention relates to a method for molding on a sleeve having an annular groove an end portion of a tube made of a thermoplastic material, in which the one end face of the Tube adjacent end portion of the tube is heated, the wall of the end portion by axial compression thickened, the end portion is formed into the sleeve and cooled, as well as on a device

tung zur Durchführung des Verfahrens.to carry out the procedure.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DT-AS 14 79 626) erfolgt gleichzeitig mit der Verdickung des erwärmten Endabschnittes des Rohres durch axiales Zusammendrücken dessen Aufweitung zu einer Muffe. Die Verdickung des Endabschnittes des Rohres durch dessen axiales Zusammendrücken wird bei dem bekannten Verfahren an der freien Stirnfläche dej Endabschnittes eingeleitet und wächst in von der Stirnfläche fortweisender Richtung auf die vorgegebene Endlänge. Es hat sich gezeigt, daß nach diesem bekannten Verfahren im Kunststoff des verdickten Endabschnittes des Rohres Taken entstehen, die die mechanischen Eigenschaften des zu einer Muffe geformten Endabschnittes beeinträchtigen.In a known method of this type (DT-AS 14 79 626) takes place simultaneously with the thickening of the heated end portion of the pipe by axially compressing its expansion to form a socket. The thickening of the end portion of the tube by its axial compression is in the known Moving on the free face of the end section initiated and grows in the direction pointing away from the end face to the specified end length. It has been shown that according to this known method in the plastic of the thickened end portion of the Rohres Taken arise, which the mechanical properties of the end section formed into a socket affect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, mit denen s-n Rohren aus einem thermoplastischen Kunststoff Muffen mit verbesserten Eigenschaften angeformt werden können.The invention has for its object to provide a method and a device for its implementation, which sn tubes made of a thermoplastic plastic sleeves with improved properties can be formed.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs angegebenen Art zeichnet sich hierzu das Verfahren nach der Erfindung dadurch aus, daß das Verdicken bei einer oberhalb der Erweichungstemperatur des Kunststoffes liegenden Temperatur ausgehend von einem von der Stirnfläche entfernten Bereich des Endabschnittes fortschreitend zu der Stirnfläche hin vorgenommen wird und daß anschließend das Anformen der Muffe nach einem ois zum Bilden einer Oberflächenhaut führenden Abkühlen erfolgt.Proceeding from a method of the type specified at the outset, the method is based on this of the invention in that the thickening occurs at a temperature above the softening temperature of the plastic lying temperature proceeding from a region of the end section remote from the end face is made to the end face and that then the molding of the sleeve after a cooling leading to the formation of a surface skin takes place.

Dadurch, daß bei dem Verfahren nach der Erfindung das Verdicken des Endabschnittes des Rohres durch axiales Zusammendrücken in einem von der Stirnfläche des Endabschnittes entfernten Bereich eingeleitet und sodann fortschreitend zu der Stirnfläche hin vorgenommen wird, wird zunächst ein von Falten freier, verdickter Endabschnitt gebildet der sodann bis zum Bilden einer Oberflächenhaut abgekühlt wird. Bei dem sich hieran anschließenden Anformen der Muffe wird die lediglich Randschichten erfassende, zur Bildung der Oberflächenhaut führende Abkühlung durch Wärmeleitung aus der gespeicherten Wärme im verdickten Bereich des Endabschnittes wieder überwunden, so daß der verdickte Endabschnitt in seinem Gesamtquerschnitt zum Anformen der Muffe wieder Verformungstemperatur erreicht Auf diese Weise wird ein zu einer Muffe aufgeweiteter verdickter Endabschnitt erzeugt, der frei von Falten im Kunststoff ist und insbesondere im Hinblick auf seine Festigkeit verbesserte Eigenschaften besitzt.Characterized in that in the method according to the invention, the thickening of the end portion of the tube by axial compression is initiated in a region remote from the end face of the end section and is then carried out progressively towards the end face, a thickened one is first of all free of wrinkles End section is formed which is then cooled until a surface skin is formed. With that Subsequent shaping of the sleeve is used to form the only marginal layers Surface skin cooling by conduction from the stored heat in the thickened area of the end section overcome again, so that the thickened end section in its overall cross-section To form the socket, the deformation temperature is reached again. In this way, one becomes one Sleeve widened thickened end portion produced, which is free of folds in the plastic and in particular has improved properties in terms of strength.

Das Abkühlen erfolgt zweckmäßig auf eine Temperaiur der Oberflächenhaut, die zumindest 10°C unter der Temperatur des verdickten Endabschnittes liegt, jedoch nicht tiefer als 50°C.The cooling is expediently carried out to a temperature of the surface skin which is at least 10 ° C. below the temperature of the thickened end section, but not lower than 50 ° C.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geht aus von einer nach der DT-AS 14 79 626 bekannten Vorrichtung mit einer der Stirnfläche des Rohres koaxial zugeordneten Stauchfläche, mit einem zwei Abschnitte umfassenden Dorn, dessen erster Abschnitt als den Endabschnitt des Rohres aufweitender Aufweitdorn, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser der zu formenden Muffe entspricht, und dessen zweiter Abschnitt als Führungsdorn für den unverformten Endabschnitt des Rohres ausgebildet ist, sowie mit einer Außenform und ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchfläche als konisch verlaufende Übergangsfläche zwischen den beiden Abschnitten des Domes ausgebildet ist, daß dieAn apparatus for carrying out the method according to the invention is based on one according to the DT-AS 14 79 626 known device with a compression surface coaxially assigned to the end face of the tube, with a mandrel comprising two sections, the first section of which expands as the end section of the tube Expanding mandrel, the diameter of which corresponds to the inner diameter of the socket to be formed, and the second section of which is designed as a guide pin for the undeformed end section of the tube, as well as with an outer shape and is characterized according to the invention in that the upsetting surface is conical extending transition surface is formed between the two sections of the dome that the

Außenform einen auf dem Aufweitdorn passend geführten ersten zylinderförmigen Abschnitt sowie einen dem Führungsdorn zugeordneten zweiten zylinderförnigen Abschnitt mit größerem Durchmesser als der Aufweitdorn aufweist und daß die Außenform und der Dorn axial relativ zueinander verschiebbar s-ind.Outer shape, a first cylindrical section suitably guided on the expanding mandrel, as well as a the second cylindrical shape associated with the guide pin Has section with a larger diameter than the expanding mandrel and that the outer shape and the Mandrel axially displaceable relative to one another s-ind.

Hierbei kann zwischen den beiden 7ylinderförmigen Abschnitten der Außenform ein zur Stauchfläche des Domes entgegengesetzt konisch verlaufender Übergang angeordnet sein.Here, between the two 7-cylinder-shaped Sections of the outer shape have a transition which runs conically in the opposite direction to the upsetting surface of the dome be arranged.

Der Durchmesser des zweiten Abschnittes der Außenform iu vorteilhaft um die Differenz der Durchmesser des Aufweitdornes und des Führungsdornes größer als der Durchmesser des Aufweitdornes.The diameter of the second section of the outer shape is advantageously equal to the difference in diameter of the expanding mandrel and the guide mandrel larger than the diameter of the expanding mandrel.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand von drei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtIn the drawing, the subject matter of the invention is explained in more detail on the basis of three exemplary embodiments. It shows

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Anformen einer Muffe an einem Endabschnitt eines Rohres aus einem thermoplastischen Kunststoff in einer ersten Stellung des Domes und der Außenform in einem Längsschnitt,F i g. 1 shows a first exemplary embodiment of a device for molding a sleeve onto an end section a tube made of a thermoplastic material in a first position of the dome and the External shape in a longitudinal section,

F i g. 2 die Vorrichtung nach F i g. i in einer zweiten Stellung des Domes und der Außenform,F i g. 2 the device according to FIG. i in a second Position of the dome and the outer shape,

F i g. 3 die Vorrichtung nach F i g. 1 in einer dritten Stellung des Domes und der Außenform mit einer um den Endabschnitt des Rohres angeordneten Außenform zum Formen einer Ringnut,F i g. 3 the device according to FIG. 1 in a third position of the dome and the outer shape with a the end portion of the pipe arranged outer shape for forming an annular groove,

Fig.4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Anformen einer Muffe am Endabschnitt des Rohres in einem Längsschnitt,4 shows a second embodiment of a device for forming a socket on the end section of the pipe in a longitudinal section,

F i g. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Anformen einer Muffe im Längsschnitt undF i g. 5 shows a third embodiment of a device for forming a sleeve in longitudinal section and

F i g. 6 die Vorrichtung nach F i g. 5 in einer zweiten Stellung des Domes mit einer Außenform zum Formen einer Ringnut im Längsschnitt in größerer Darstellung.F i g. 6 shows the device according to FIG. 5 in a second position of the dome with an outer shape for molding an annular groove in longitudinal section in a larger view.

Die Vorrichtung zum Anformen einer Muffe mit einer Ringnut ?. an einen verdickten Endabschnitt 3 eines Rohres 1 aus Polyvinylchlorid weist einen zwei Abschnitte umfassenden Dorn 31 auf, dessen erster Abschnitt als Aufweitdorn 4 und dessen zweiter Abschnitt mit kleinerem Durchmesser als Führungsdorn 5 für den unverformten Endabschnitt des Rohres 1 ausgebildet ist.The device for forming a socket with an annular groove ? A thickened end section 3 of a tube 1 made of polyvinyl chloride has a mandrel 31 comprising two sections, the first section of which is designed as an expanding mandrel 4 and the second section with a smaller diameter as a guide mandrel 5 for the undeformed end section of the tube 1.

Der Aufweitdorn 4 ist mit einer sich ringsum erstrekkenden Aussparung 6 versehen, in der sich ein zum Formen der Ringnut 2 dienender Formring 7 aus Gummi befindet, de· mittels eines gestrichelt dargestellten konischen Spreizkörpers 8 aus der Aussparung 6 des Aufweitdornes 4 herauspreßbar ist.The expanding mandrel 4 is provided with a recess 6 extending all around, in which a to Forming ring 7 made of rubber, which serves to shape the annular groove 2, is located by means of a dashed line conical expansion body 8 can be pressed out of the recess 6 of the expanding mandrel 4.

Die Vorrichtung umfaßt ferner eine Außenform 9, deren zylinderförmiger Abschnitt 9a passend auf dem Aufweitdorn 4 geführt ist. Weiterhin ist die \ußenform 9 mit einem zweiten zylinderförmigen Abschnitt 9b versehen, der einen den Durchmesser des Aufweitdornes 4 übersteigenden Durchmesser aufweist. Der Innendurchmesser des Abschnitts 9f> der Außenform 9 entspricht dem Durchmesser des Aufweitdornes 4 zuzüglich der Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Abschnitts 9a der Außenform 9 und dem Durchmesser des Führungsdornes 5. Die Außenform 9 ist mit einem Zuführrohr 11 für ein Kühl- und ein Heizmedium und mit einem zugehörigen Abführrohr 12 versehen. Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 ist die Außenform 9 mit Heizbändern 24 und mit einem Temperaturfühler 25 versehen, der die Temperatur der Heizbänder 24 zur Regelung abtastet.The device further comprises an outer mold 9, the cylindrical section 9 a of which is guided to fit on the expanding mandrel 4. Furthermore, the outer mold 9 is provided with a second cylindrical section 9b , which has a diameter that exceeds the diameter of the expanding mandrel 4. The inner diameter of the section 9f> the outer shape 9 corresponds to the diameter of the expanding mandrel 4 plus the difference between the inner diameter of the section 9a of the outer shape 9 and the diameter of the guide pin 5. The outer shape 9 is provided with a feed tube 11 for a cooling and a heating medium and provided with an associated discharge pipe 12. According to the embodiment according to FIG. 5, the outer shape 9 is provided with heating strips 24 and with a temperature sensor 25 which scans the temperature of the heating strips 24 for control purposes.

rw Aufweitdorn 4 ist mit einem Zuführrohr 13 und mit einem Abführrohr 14 für ein Kühl- und ein Heizmedium versehen. Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 und 6 sind der Aufweitdorn 4 und der Führungsdorn 5 mit Kanälen 26 für den Durchfluß eines Kühloder eines Heizmediums versehen.rw expanding mandrel 4 is with a feed pipe 13 and provided with a discharge pipe 14 for a cooling and a heating medium. According to the embodiment according to F i g. 5 and 6 are the expanding mandrel 4 and the guide mandrel 5 with channels 26 for the flow of a cooling or a heating medium provided.

Die AiJSenform 9 und der Aufweitdorn 4 zusammen mit dem Führungsdorn 5 sind relativ zueinander in entgegengesetzter Richtung verschiebbar. Zum Herstellen der Ringnut 2 wird um den Aufweitdorn 4 eine Außenform 15 angeordnet, die mit einer der herzustellenden Ringnut 2 entsprechenden Aussparung 16 versehen ist.The AiJSenform 9 and the expanding mandrel 4 together with the guide mandrel 5 are displaceable relative to one another in opposite directions. To manufacture the annular groove 2, an outer shape 15 is arranged around the expanding mandrel 4, which with one of the to be produced Annular groove 2 corresponding recess 16 is provided.

Zum Anformen einer die Ringnut 2 aufweisenden Muffe an einen verdickten Endabschnitt 3 des Rohres 1 aus Polyvinylchlorid wird in folgender Weise verfahren: Der noch unverformte Endabschnitt 17 des Rohres 1 wird auf eine Temperatur von z.B. 140⁰C, die der Verüormungstemperatur des Polyvinylchlorids entspricht, erwärmt. Das Rohr 1 mit seinem in den verformbaren Zustand überführten Endabschnitt 17 wird in den Ringraum 10 zwischen der Außenform 9 und dem Führungsdorn 5 des Domes 31 eingeschoben (Fig. 1).To form an annular groove 2 having sleeve to a thickened end portion 3 of the tube 1 made of polyvinyl chloride is moved in the following manner: The still undeformed end portion 17 of the tube 1 is heated to a temperature of, for example, 140 ⁰ C corresponding to the Verüormungstemperatur of the polyvinyl chloride . The tube 1 with its end section 17 converted into the deformable state is pushed into the annular space 10 between the outer shape 9 and the guide mandrel 5 of the dome 31 (FIG. 1).

Daraufhin wird der Aufweitdorn 4 in Richtung des Pfeils in F i g. 1 nach rechts bewegt, während die Außenform 9 in entgegengesetzter Richtung verschoben wird. Während dieser Bewegunger, verlagert sich der Abschnitt 9b der Außenform 9 in die in F i g. 2 dargestellte Stellung, in der sich eine Stauchfläche 19 in Form einer konisch verlaufenden Übergangsfläche zwischen dem Aufweitdorn 4 und dem Führungsdorn 5 an einen entgegengesetzt konisch verlaufenden Übergang 18 zwischen den Abschnitten 9a und 9b der Außenform 9 anschließt.The expanding mandrel 4 is then moved in the direction of the arrow in FIG. 1 moved to the right, while the outer mold 9 is moved in the opposite direction. During this movement, the section 9b of the outer shape 9 is displaced into the position shown in FIG. 2, in which a compression surface 19 in the form of a conical transition surface between the expanding mandrel 4 and the guide mandrel 5 adjoins an oppositely conical transition 18 between the sections 9a and 9b of the outer mold 9.

Durch das Stauchen ist inzwischen der Ringraum 10 ganz mit dem Kunststoff gefüllt und der verdickte Endabschnitt 3 am Rohr 1 gebildet worden. Die Innenwand 20 der Außenform 9 weist eine Temperatur von 75°C auf, die jedoch unter der Verformungstemperatur des Kunststoffes liegt.As a result of the upsetting, the annular space 10 and the thickened end section are now completely filled with the plastic 3 have been formed on tube 1. The inner wall 20 of the outer mold 9 has a temperature of 75 ° C which, however, is below the deformation temperature of the plastic.

Nachdem die in F i g. 2 gezeigte Stellung erreicht ist, wird die Außenform 9 nach links bewegt und danach der verdickte Endabschnitt 3 des Rohres 1 auf den Aufweitdorn 4 aufgeschoben. Der Aufweitdorn 4 wird mittels des mittels des Zuführrohres 13 zugeführten Heizmediums auf einer Temperatur von etwa 75°C gehalten, so daß seine Außenwand eine Temperatur von weniger als die Verformungstemperatur des Kunststoffes aufweist. Sowohl die Innenwand 20 der Außenform 9 als auch die Außenwand des Aufweitdornes 4 weisen dann eine Temperatur auf, die niedriger ist als die des verdickten Endabschnittes 3. Auf diese Weise bildet sich um den Endabschnitt 3 eine Oberflächenhaut, die bewirkt, daß unter Einwirkung des elastischen Rückformungsvermögens des Kunststoffes keine unerwünschten Verformungen nach dem Entfernen des Abschnitts 9b der Außenform 9 auftreten können. Der verdickte Endabschnitt 3 hat in diesem Fall eine innere Temperatur von 140° C und eine Temperatur der äußeren Oberflächenhaut von 75°C sowie eine Temperatur der inneren Oberflächenhaut von ebenfalls 75°C. Die Oberflächenhaut bewirkt ferner, daß entlang der Außenseite des verdickten Endabschnitts 3 beim Aufweiten durch Aufschieben über den Aufweitdorn 4 keine unerwünschten Verformungen entstehen.After the in F i g. 2 is reached, the outer mold 9 is moved to the left and then the thickened end section 3 of the tube 1 is pushed onto the expanding mandrel 4. The expanding mandrel 4 is kept at a temperature of about 75 ° C. by means of the heating medium supplied by means of the supply pipe 13, so that its outer wall has a temperature below the deformation temperature of the plastic. Both the inner wall 20 of the outer mold 9 and the outer wall of the expanding mandrel 4 then have a temperature which is lower than that of the thickened end section 3. In this way, a surface skin is formed around the end section 3, which causes under the action of the elastic Resilience of the plastic, no undesirable deformations can occur after the removal of the section 9b of the outer shape 9. The thickened end section 3 in this case has an internal temperature of 140 ° C. and a temperature of the external surface skin of 75 ° C. and a temperature of the internal surface skin of likewise 75 ° C. The surface skin also has the effect that no undesired deformations occur along the outside of the thickened end section 3 when it is expanded by being pushed over the expanding mandrel 4.

Nach der Bildung des verdickten Endabschnittes 3 wird mittels des konischen Spreizkörpers 8 der Formring 7 aus der ringförmigen Aussparung 6 nach außen bewegt, nachdem im Bereich der Aussparung 6 um denAfter the thickened end section 3 has been formed, the shaped ring 7 is moved outwards from the annular recess 6 by means of the conical expansion body 8 moved after in the area of the recess 6 to the

Endabschnitt 3 herum die Außenform 15 mit ihrer Aussparung 16 angebracht wurde. Unter der Einwirkung des Formringes 7 wird der Kunststoff in die Aussparung 16 gepreßt, wobei die Ringnut 2 entsteht.End section 3 around the outer shape 15 with its recess 16 was attached. Under the influence of the molded ring 7, the plastic is pressed into the recess 16, the annular groove 2 being formed.

Die Ringnut 2 ist nach dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 mittels des Aufweitdornes 4 herstellbar, der an seinem Ende einen Bereich mit entfernbarem Kern 23 und darauf angebrachte, zusammen die Ringnut 2 formende Teile 22 aufweist. Nach dem Aufschieben des verdickten Endabschnittes 3 über die zusammen die Ringnut 2 formenden Teile 22 wird der Kern 23 entfernt, wonach die Teile 22 leicht aus dem Inneren des Endabschnittes 3 des Rohres 1 entfernt werden können. Fig.6 veranschaulicht eine mit Kühlmittel beaufschlagbare Außenform 15. Mittels einer ersten Kühlmittelzufuhr 27 wird das äußerste Ende des Rohres 1 gekühlt; eine zweite Kühlmittelzufuhr dient zur Erzielung einer Kühlwirkung in dem zur Ringnut 2 zu verformenden Bereich 29 sowie in dem sich daran anschließenden Bereich 30.The annular groove 2 is according to the embodiment shown in FIG. 4 produced by means of the expanding mandrel 4, the at its end an area with a removable core 23 and attached thereon, together the annular groove 2 having forming parts 22. After sliding the thickened end portion 3 over the together the Ring groove 2 forming parts 22, the core 23 is removed, after which the parts 22 are easily removed from the interior of the End section 3 of the tube 1 can be removed. 6 illustrates a coolant to which coolant can be applied Outer shape 15. By means of a first coolant supply 27, the outermost end of the tube 1 chilled; a second coolant supply is used to achieve a cooling effect in the one to be deformed to form the annular groove 2 Area 29 as well as in the adjoining area 30.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

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Claims

Patent claims:

1. A method for molding a sleeve having an annular groove onto an end portion of a Tube made of a thermoplastic material, in which the one end face of the tube is adjacent Heated end portion of the tube, the wall of the end portion by axial compression thickened, the end portion is formed into the socket and cooled, characterized in that that the thickening occurs at a temperature above the softening temperature of the plastic Temperature progressing from a region of the end section remote from the end face is made to the end face and that then the molding of the sleeve takes place after a cooling leading to the formation of a surface skin

2. The method according to claim 1, characterized in that the cooling to a temperature of the surface skin takes place at least 10 ° C below the temperature of the thickened end portion, but not lower than 50 ⁰ C.

3. Apparatus for performing the method according to claim 1, with one of the end face of the tube coaxially associated upsetting surface, with a mandrel comprising two sections, the first of which Section as the end section of the pipe expanding expanding mandrel, the diameter of which corresponds to the inner diameter corresponds to the socket to be formed, and its second section as a guide pin is formed for the undeformed end portion of the tube, as well as with an outer shape, thereby characterized in that the upsetting surface (19) as a conical transition surface between the two sections of the dome (31) is formed that the outer shape (9) one on the expanding mandrel

(4) a suitably guided first fuse-shaped section (9a) and a second cylindrical section (9b ) assigned to the guide pin (5) with a larger diameter than the expanding pin (4) and that the outer shape (9) and the pin (31) are axially relative are displaceable to each other.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that between the two cylindrical sections (9a, 9b) of the outer shape (9) to the upsetting surface (19) of the dome (31) opposite conical transition (18) is arranged.

5. Device according to one of claims 3 or 4, characterized in that the diameter of the second portion (9b) of the outer shape (9) by the difference between the diameter of the expanding mandrel (4) and the guide mandrel (5) is greater than the diameter of the Expanding mandrel (4).