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Formwerkzeug zum Spritzen von Rohr-Formteilen aus
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thermoplastischem Kunststoff Die vorliegende Erfindung bezieht sich
auf ein Formwerkzeug zum Spritzen von Rohr-Formteilen aus termoplastischem Kunststoff,
die eine Innensicke für die Aufnahme eines Dichtungsringes zur Herstellung einer
Steckmuffen-Verbindung haben.
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Es ist allgemein bekannt, Kunststoffrohre mittels einer sogenannten
Steck- oder Schiebemuffen-Verbindung miteinander zu verbinden, indem man ein Ende
der einen Rohrlänge in das aufgeweitete Ende der anderen Rohrlänge hineinschiebt
oder -steckt. Dabei ist in dem aufgeweiteten Rohrende eine Innensicke angeordnet,
die einen Dichtungsring aus Gummi oder gummiartigem Kunststoff aufnimmt.
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Bei größeren extrudierten Rohrlängen werden die Innensicken für die
Aufnahme des Dichtungsringes zweckmäßigerweise in
einem besonderen
Arbeitsgang durch Aufweiten oder Ausfräsen hergestellt. Bei kurzen, nicht im Strangpreßverfahren,
sondern im Spritzverfahren hergestellten Rohr-Formstücken wie Rohrbogen, T-Stücke
u. dgl. aber ist es zweckmäßiger, die Innensicke gleich beim Spritzvorgang herzustellen.
Dazu ist ein Formwerkzeug bekannt, bei dem der Formkern als sogenannter Fallkern
ausgebildet ist, der aus mehreren gegeneinander beweglichen Kernsegmenten besteht,
die eine Verkleinerung des Kernquerschnittes vor dem Öffnen der Form ermöglichen.
Dies ist aber nur bei größeren Rohrweiten - etwa ab 50 bis 60 mm Innendurchmesser
- möglich.
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Bei kleineren Wohrweiten werden die komplizierten Einzelteile der
Fallkerne so empfindlich und damit auch störungsanfällig, daß man hier lieber auf
die Vorteile eines Formwerkzeuges mit Fallkern verzichtet und die Innensicke in
einem zweiten Arbeitsgang einarbeitet.
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Dies kann auf verschiedene Weise geschehen: Man kann die Sicke einfräsen.
Das erfordert aber eine größere Wanddicke zumindest in der betreffenden Zone des
Rohr-Formstückes.
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Man kann auch die Sicke durch nachträgliches Aufweiten herstellen.
Dazu muß aber das betreffende Rohrende erneut bis zur plastischen Verformbarkeit
erwärmt werden. Abgesehen von dem hierdurch wesentlich erhöhten Arbeitsaufwand haben
solchermaßen hergestellte Innensicken auch den Mangel, daß ihre Ränder zu sehr abgerundet
oder schräge sind. Dadurch wird der Sitz des eingelegten Dichtungsringes zu labil,
so daß dieser beim Einschieben eines Rohrendes aus der Sicke herausgedrückt und
in das Rohrinnere hineingeschoben wird.
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Im allgemeinen stellt man daher die Innensicken bei kleineren Rohr-Formstücken
durch nachträgliches Ans tauchen her. Zu diesem Zweck werden die Rohr-Formstücke
an dem für die Sicke bestimmten Rand mit größerer Rohrweite gespritzt. In einem
zweiten Arbeitsgang wird dieser Rand bis zur plastischen Verformbarkeit erwärmt
und in einem separaten We rkzeug angestaucht. Dieses Verfahren bringt zwar die hinreichende
Genauigkeit in den Abmessungen der Sicken. Durch den zweiten Arbeitsgang, der sehr
viel manuelle Arbeit erfordert, werden die kleineren Rohr-Formteile aber sehr teuer.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Formwerkzeug zum
Herstellen von Rohr-Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff mit an einem Rohrende
angeorneter Innensicke im Spritzverfahren zu schaffen, durch welches die vorbeschriebenen
Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll das Formwerkzeug so ausgebildet sein,
daß an dem soeben gespritzten, noch in der Form in plastisch verformbarem Zustand
befindlichen Werkstück die Innensicke hergestellt wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Spritzguß-Formwerkzeugl
welches entlang der Rohrachs e in zwei Hälften geteilt ist, wobei das die Innensicke
herstellende Werkzeugteil aus mehreren Werkzeugelementen besteht, die bei geschlossenem
Werkzeug in radialer und in axialer Richtung beweglich sind.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Formwerkzeug folgende Merkmale aufweist: a) Im Bereich der herzustellenden Innensicke
ist zwischen den beiden Werkzeughälften ein als Innenhülse bezeichnetes zylindrisches,
nicht teilbares Formelement in axialer Richtung beweglich angeordnet, dessen zum
Forminnern gerichtetes Ende den Formhohlraum im Bereich des für die Herstellung
der Sicke erweiterten Rohrendes nach innen abschließt; b) auf der Innenhülse ist
koaxial ein weiteres, als Außenhülse bezeichnetes, nicht teilbares zylindrisches
Formelement angeordnet, dessen zum Forminnern gerichtetes Ende den Formhohlraum
im Bereich des für die Herstellung der Sicke erweiterten Rohrendes nach außen abschließt
und das zwischen seiner inneren Endstellung und dem die äußere Endstellung ergebenden
nach außen abgesetzten Rand der Innenhülse axial beweglich ist; c) in jeder Werkzeughälfte
ist im Bereich der herzustellenden Sicke ein in seitlichen Führungsbahnen geführtes,
radial zu den Hülsen und parallel zu diesen bewegliches, als Schieber bezeichnetes
Werkzeugelement angeordnet, dessen Innenrand eine halbkreisförmige Ausnehmung aufweist,
deren Konturen den Außenkonturen des fertigen Rohr-Formstückes am sickenseitigen
Ende entsprechen; d) in jeder Werkzeughälfte ist mindestens eine Steuerschiene parallel
zu den Hülsen beweglich angeordnet, deren dem
Werkzeug innern zugekehrtes
Ende abgewinkelt ist, so daß es einen spitzen Winkel zur Werkzeugteilungsebene bildet
und in einem in dem Schieber befindlichen Durchbruch gleitet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer sie Beispielsweise wiedergebenden
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Schnittbild von einer Werkzeughälfte
aus dem Bereich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen der Sicke in
Offenstellung; Fig. 2 ein Schnittbild vom gleichen Werkzeugteil nach der Linie A
- A gem. Fig. 1; Fig. 3 ein Schnittbild von der anderen Werkzeughälfte aus dem Bereich
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen der Sicke in Schließstellung
und Fig. 4 ein Schnittbild vom gleichen Werkzeugteil nach der Linie B - B gem. Fig.
3.
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Das Formwerkzeug ist in an sich bekannter Weise entlang einer Symmetrieebene
des herzustellenden Rohr-Formstückes in zwei Werkzeughälften 1, 2 geteilt.
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Im Bereich der herzustellenden Innensicke ist zwischen den Werkzeughälften
1, 2 in entsprechenden Ausnehmungen ein als Innenhülse 3 bezeichnetes zylindrisches
Werkzeugelement in axialer Richtung verschiebbar angeordnet. Das zum Werkzeuginneren
gerichtete Ende der Innenhülse 3 bildet den Abschluß des Formhohlraums 4 im Bereich
des für die Herstellung der Sicke erweiterten Rohrstückendes.
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Über der Innenhülse 3 ist koaxial ein weiteres, zylindrisches, als
Außenhülse 5 bezeichnetes Werkzeugelement in axialer Richtung beweglich angeordnet.
Die Innenhülse 3 hat an ihrem äußeren Ende einen nach außen abgesetzten Rand 3a,
der die äußere, mit der Verschiebung der Innenhülse 3 veränderliche Endlage der
Außenhülse 5 bildet. In der Innenhülse 3 ist ferner eine in Längsrichtung verlaufende
schlitzartige Kulisse 6 vorgesehen, in die ein Schraubstift 7 eingreift, der in
die Außenhülse 5 eingeschraubt ist.
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In jeder Werkzeughälfte 1, 2 ist im Bereich der herzustellenden Innensicke
ein als Schieber 8 bezeichnetes, in seitlichen Führungsbahnen 9 senkrecht und parallel
zur Achse der Hülsen 3, 5 bewegliches Werkzeugelement angeordnet. Diese Schieber
8 sind also zunächst radial gegeneinander und dann gemeinsam in axialer Richtung
der Hülsen 3, 5 beweglich. Ihre Innenkante hat jeweils eine halbkreisförmige Ausnehmung,
deren Konturen mit den Konturen der Außenfläche des mit ~einer Sicke zu versehenden
Rohrstückendes übereinstimmen.
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Jeder Schieber 8 hat zwei seitlich angeordnete, in senkrechter Richtung
zur Werkzeug-Teilungsebene verlaufende Steuerschlitze lo, 11, in denen je eine Steuerschiene
12, 13 gleitet, die in der Richtung der Rohrachse beweglich ist. Die in die Schieber
8 eingreifenden Enden der Steuerschienen 12, 13 sind aus der gemeinsamen Ebene ihrer
Bewegungsrichtung in zwei senkrecht hierzu stehenden Ebenen so weit abgewinkelt,
daß sie einen spitzen Winkel zur Ebene der Bewegungsrichtung bildet.
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Die Funktion des Werkzeuges ist folgendermaßen: Nach Füllung der Form
und genügender Erstarrung des eingesprit#ten Kunststoffes
wird
die Innenhülse 3 ein Stück zurückgezogen. Nachdem sie ein Teil dieses Weges zurückgelegt
hat, nimmt sie durch den in einem Schlitz der Innenhülse geführten Schraubstift
7 die Außenhülse 5 mit. Danach werden die Steuerschienen 12, 13 gegen die Schieber
8 hin bewegt. Da diese wegen des Eingriffes in die Führungsbahnen 9 der Bewegung
der Steuerschienen in axialer Richtung nicht folgen können, werden sie mittels der
in ihren Steuerschlitzen lo, 11 gleitenden Enden der Steuerschienen 12, 13 in radialer
Richtung gegeneinandergedrückt. Nach Erreichen der inneren Endstellung dieser radialen
Bewegung folgen sie in den hier in axialer Richtung abgewinkelten Führungsbahnen
9 dem Druck der Steuerschienen 12, 13, die an der Basis ihres abgewinkelten Endes
einen Anschlag 14 haben, bis die innere Endstellung der axialen Bewegung erreicht
ist. Hierbei wird der nach der Auswärtsbewegung der Hülsen 3, 5 frei in der Form
liegende Rand des Kunststoff-Rohr-Formstückes angestaucht, so daß eine Innensicke
entsteht. Durch entsprechende Temperatursteuerung im Werkzeug kann erreicht werden,
daß der Formling beim Anstauchvorgang im richtigen Ausmaß thermoplastisch verformbar
ist.
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Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt. Statt der in jeder Werkzeughälfte paarweise angeordneten Steuerschienen
kann es auch genügen, in jeder Werkzeughälfte nur eine Steuerschiene senkrecht über
der Rohrachse anzuordnen.