DE2557416A1

DE2557416A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines rohrverbinders mit radialer erweiterung

Info

Publication number: DE2557416A1
Application number: DE19752557416
Authority: DE
Inventors: Teryoshi Asano
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1974-12-19
Filing date: 1975-12-19
Publication date: 1976-06-24
Also published as: SE7514397L; IT1052870B; AU500297B2; JPS5171366A; FR2294825B1; BR7508392A; GB1531427A; CA1057926A; ES444027A1; JPS58363B2; NL7514768A; FR2294825A1; ES449898A1; AU8760575A; US4100307A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DlPL-ING

H. KINKELDEY

DR-INQ

W. STOCKMAIR

DR-ING. - AeE EALTECH

K. SCHUMANN

. DR BER NÄT - DiPU-PHYS.

P. H. JAKOB

DiPL-ING.

G. BEZOLD

DR BERNAT.· CKPL-QCM.

MÜNCHEN

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

Sekisui Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha
Ho, 2, Kinugasa-cho, Kita-ku, Osaka-shi,
Osaka, Japan

Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen
eines Rohrverbinders mit radialer
Erweiterung

Die Erfindung beschäftigt sich, mit dem Aufbau einer Vorrichtung zur Herstellung von Kunstharz-Rohrverbindern, wobei diese Rohrverbinder innenseitig im Umfang mit einer Ausnehmung versehen sein sollen, die zur Aufnahme eines Dichtungsringes bestimmt ist.

Aus Kunstharzwerkstoffen bestehende Rohrverbinder werden in der Regel mit Hilfe eines Spritzgußverfahrens hergestellt. Wenngleich derartige Verfahren zur He-rstellung

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großer Mengen von RohrverbIndern der gleichen Gestalt geeignet sind, so besitzen diese Verfahren dennoch gewisse Nachteile im Hinblick auf die Spritzguß-Herstellung von zylindrischen Gegenständen, die innenseitig mit einer tiefen Hinterschneidung oder Ausnehmung entlang des Umfanges versehen sind. So erfordert beispielsweise eine Form zur Herstellung eines Verbinders mit einem hinterschnittenen Bereich einen äußerst komplizierten mechanischen Aufbau, was die Form verteuert und wodurch sich die Entnahme des Formkernes aus dem hergestellten Erzeugnis sehr beschwerlich gestaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohrverbindern zu schaffen, wobei die hergestellten Rohrverbinder eine innere Ausnehmung zur Aufnahme eines Dichtungsringes besitzen sollen. Die zu schaffende Vorrichtung soll ein Arbeiten ohne die geschilderten Schwierigkeiten gestatten und eine nachträgliche spanabhebende Bearbeitung überflüssig machen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, mit deren Hilfe das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird, enthält einen Kern, eine auf dem Kern axial verschiebliche Hülse sowie äußere Formteile, mit deren Hilfe der Kern und die Hülse unter Freilassen eines zylindrischen Strömungskanals umschließbar sind. In diesen Strömungskanal wird ein Harz gespritzt, um eine zylindrische Harzform zu bilden. Ein Ringspalt wird

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dann längs des äußeren Umfanges des zylindrischen Strömungskanal es ausgebildet, in .dem die Hülse axial "bewegt wird. Der Kern wird mit Hilfe.eines Kernkörpers und eines Zusatzkernes hergestellt, wobei letzterer verschieblich auf einem Fortsatz 'gelagert ist, der axial aus dem Kernkörper vorsteht. In dem Kernkörper oder in dem Fortsatz ist ein Durchtritt für ein· Fluid vorgesehen, welcher sich in dem Umfangswandungsbereich der Basis an der Seite des Kernkörpers des Fortsatzes öffnet. Das Fluid wird in den Fluid-Strömungskanal eingeblasen, um eine Ausbauchung des geformten Harzstranges in den Ringspalt hinein hervorzurufen.

Gegenstand der Erfindung ist somit die Herstellung eines Kunstharz-Rohrverbinders, dessen Innenseite eine Nut zur Aufnahme einer Dichtung aufweist. Die zur Ausformung dieses Rohrverbinders dienende Form.umfaßt äußere geteilte Formteile sowie einen inneren Formkern und eine Hülse, wobei Teile relativ zueinander verschieblich sind, so daß die Bauelemente einen Raum zwischen sich ausbilden, in welchen ein Kunstharz hineinspritzbar ist. Während sich das eingespritzte Harz noch in einem nicht gehärteten Zustand befindet, werden anschließend die beweglichen Teile relativ zueinander in eine zweite Stellung bewegt, wodurch eine ringförmige Öffnung hervorgerufen wird, die den Harzkörper umgibt, der während des Einspritzens von Harz entstanden ist. Ein unter Druck gesetztes Fluid wird durch einen Durchtritt in Richtung auf den Innenumfang des Harzkörpers eingeblasen, um in den Harzkörper einen in dem Ringraum aufgenommenen Vulst auszubilden, wodurch in dem Harzkörper eine innenseitige Ausnehmung oder, von außen gesehen, ein Wulst hervorgerufen wird.

Die Erfindung wird im folgenden sowohl hinsichtlich der Vorrichtung als auch hinsichtlich des Verfahrens unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

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Pig. 1 "bis 3 Vertikalschnitte durch wichtige Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei Pig. 1 einen Betriebszustand zeigt, in welchen die (äußeren) Formen geschlossen und so angeordnet, sind, daß durch Einspritzen von Harz ein zylindrischer Anschlußkörper gebildet werden kann,

Pig. 2 einen Betriebszustand, in welchem eine zusätzliche Kernform und die Hülse nach dem Einspritzen von Harz bewegt werden, damit mit Hilfe eines eingeblasenen Fluids ein Wulst in dem Anschlußkörper ausgebildet werden kann,

Pig. 3 einen Betriebszustand, in welchem die Kernform und die Hülse weiterbewegt und die äußeren Teilformen geöffnet worden sind und

Pig. 4 einen Vertikalschnitt durch die wichtigsten Teile einer anderen Ausführungsform, wobei die in der Zeichnung linke Hälfte einen Zustand darstellt, in welchem die äußeren Teilformen, die Kernformen usw. unter Ausbildung einer zylindrischen Strömungsbahn geschlossen sind, während auf der in der Zeichnung rechten Seite ein Betriebszustand dargestellt ist, in welchem ein Teil des eingespritzten Harzes zu einem Wulst geformt wird.

In der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 1 eine teilbare äußere Porm bezeichnet, welche aus einem festen geschlossenen . Formteil 11 und einem entfernbaren Formteil 12 besteht. Das Teil 12 kann von dem festen Formteil 11 abgehoben werden, um das durch den Spritzgußvorgang hergestellte Rohr zu entnehmen.

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Ein innerhalb der äußeren Form 1 angeordneter innerer Formkern 2 besteht aus einem Hauptkörper 21, einem ,Vorsprung 22 und einem zusätzlichen Formkernkörper 23. Der zusätzliche Formkernkörper 23 ist auf dem Fortsatz 22 verschieblich gelagert und zwischen den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Lagen beweglich. Ein am Fortsatz 22 ausgebildeter Anschlag 26 dient zur Festlegung der richtigen Stellung des zusätzlichen Formkernkörpers gegenüber dem Formkern-Hauptkörper 21 während des noch zu beschreibenden Spritzvorgangs. Der Fortsatz 22 ist mit einem Fluid-Durchtritt 24- versehen, welcher mit Öffnungen 25 an der Stelle in Strömungsverbindung steht, wo der Fortsatz 22 auf den Formkern-Hauptkörper 21 trifft. Eine Hülse 3? deren Innendurchmesser im wesentlichen gleich demjenigen der äußeren Form 1 ist, ist um den Formkernkörper verschieblich gelagert, wie in der Zeichnung dargestellt. Zum Einspritzen von Harz in die Form ist in dem ortsfesten Teil 11 der äußeren Form ein Einspritzkanal 4 vorgesehen.

Mit Hilfe der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung wird ein Rohrverbinder, der eine innenseitige Nut oder Ausnehmung (entsprechend einem äußeren Wulst) besitzt, nach dem folgenden Verfahren hergestellt. Die inneren und äußeren Formbestandteile werden zunächst gemeinsam mit der Hülse· 3 gemäß Fig. 1 angeordnet, um auf diese Weise einen zylindrischen Strömungskanal A auszubilden, der bereits im wesentlichen die Gestalt des herzustellenden Rohrverbinders besitzt. Anschließend wird Harz über den Einspritzkanal 4- in den zylindrischen Kanal A eingespritzt. Der zu dieser Zwischenstufe des Verfahrens ausgebildete Kunstharz-Rohrverbinder besitzt eine durch die Gestalt des zylindrischen Kanals bestimmte Gestalt. Der zylindrische Formkörper ist in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen B bezeichnet. Während sich der zylindrische Fors.-

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körper B noch, nicht verfestigt hat, werden der zusätzliche Formkernkörper 23 "und die Hülse 3 in die in Pig. 2 dargestellten Lagen gebracht, um auf diese Weise den restlichen Formvorgang vorzubereiten. Wie// am besten aus Pig. 2 ersichtlich., wird durch die Aufwärtsbewegung der Hülse 3 eine ringförmige Öffnung 5 gebildet, welche den Formkörper B im Bereich seines oberen Endes umgibt. Gleichzeitig wird durch die Aufwärtsbewegung des zusätzlichen Pormkernkörpers 23 eine Strömungsverbindung zwischen dem Fluiddurchtritt 24- und dem innenseitigen Umfang des Körpers B im Bereich der ringförmigen Öffnung 5 geschaffen, was über die Öffnungen 25 und neu gebildete öffnungen 27 erfolgt. Diese Öffnungen 27 sind als Folge der Bewegung des zusätzlichen Fdrmkernkörpers 23 entstanden, wie aus der Zeichnung ersichtlich.

Während sich die Bauelemente des Kerns und der Hülse noch in ihrer in Fig. 2 dargestellten Position befinden und der Formkörper B noch im ungehärteten Zustand ist, wird ein Flaxd unter Druck in den Durchtritt 24- eingeblasen, wodurch ein gleichmäßiges Auswölben des Kunstharzkörpers in die Ringnut 5 unter Ausbildung einer wulstartigen Verformung C hervorgerufen wird, die in Fig. 3 an dem zylindrischen Rohr D dargestellt ist. Dieser verfomfce Abschnitt C stellt von innen gesehen eine Ringnut und von außen gesehen einen Ringwulst dar. Anschließend wird das Harz abgekühlt und zur Erstarrung gebracht, worauf ein mit einem Wulstabschnitt C versehenes Rohr aus der Form entnommen wird. Die Entnahme aus der Form erfolgt durch Zurückziehen des Formkerns 2 (nach oben in den Fig. 1 bis 3), Zurückziehen der Hülse 3 in die gleiche Richtung und durch Abheben der Entfernbaren Teile 12 der geteilten äußeren Form Anschließend werden die einzelnen Bauteile zur Herstellung eines weiteren Rohrverbinders wieder in der in Fig. 1 dargestellten Anordnungsweise zusammengefügt.

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Wie für den Fachmann verständlich, wird das Harz von einer in der Zeichniing nichtdargestellten herkömmlichen Spritzgußmaschine über den Einlaufkanal 4 eingespritzt. Ferner können das bewegliche Teil 12 der geteilten äußeren Form 1, der Formkern 2, die Hülse 3 sowie der zusätzliche Formkernkörper 23 alle mit Hilfe einer herkömmlichen Einrichtung, wie einer ölhydraulisehen Einrichtung in ihre Betriebs-Stellungen bewegt werden.

Eine zweite Aüsführungsform der erfindungsgemaßen Vorrichtung ist in Fig. 4· dargestellt. Bei Fig. 4 ist zu beachten, daß die Bauelemente in zwei

verschiedenen Verfahrensstufen dargestellt sindJSo sind beispielsweise die Hülse 3 und der zusätzliche Formkernkörper in der linken Hälfte der Fig. 4- in derjenigen Stellung dargestellt, welche diese Teile während der Harzeinspritzung einnehmen. Die gleichen Bauelemente sind jedoch in der rechten Hälfte der Fig. 4 in denjenigen Stellungen dargestellt, welche sie während des Fluideinblasens einnehmen. Wie der Vergleich zeigt, unterscheidet sich die Ausführungsform gemäß Fig. 4 von der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 3 dadurch, daß ein Ringspali; 5' zur Aufnahme des Wulstbereiches vorgesehen ist, der in der inneren Umfangsoberflache der äußeren Form und außerhalb der Hülse 3 vorgesehen ist, wenn sich.die Hülse 3 in ihrer bei der Harzeinspritzung eingenommenen Stellung befindet. Wird die Hülse 3 in ihre (in der Zeichnung rechts dargestellten) Stellung für die Fluideinblasung bewegt, so entsteht ein zusätzlicher Ringspalt zwischen dem ausgeformten Harzkörper und dem inneren Durchmesser der äußeran Form 1. Bei dieser Ausführungsform drückt das eingeblasene Fluid somit das ganze obere Ende des Harzkörpers gegen die Innenwandung der äußeren Form, während zur gleichen Zeit e.in Teil des Harzkörpers in den Ringspalt 5' "gepreßt wird, wodurch der Wulst entsteht.

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Wie beidts erwähnt, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu geeignet, einen Ringspalt rings um den äußeren Umfang des zylindrischen Kanals zu "bilden, was durch die Ortsbewegung; der Hülse geschieht. Durch Ausbauchen des in den zylindrischen Spalt eingespritzten Harzes, wobei das Ausbauchen in den erwähnten Eingspalt hinein erfolgt,wird ein Eohrverbinder geschaffen, der in seiner inneren Oberfläche eine ringförmige Nut oder Ausnehmung besitzt, die von außen gesehen als Wulst bezeichnet werden kann* Der Formkern wird durch einen Formkernkörper und einen zusätzlichen Formkernkörper gebildet, wobei letzterer verschieblich auf einem Fortsatz gelagert ist, der in axialer Richtung aus dem Formkernkörper vorsteht. Der im Formkernkörper oder dessen Vorsprung ausgebildete Fluiddurchtritt öffnet sich an der äußeren Peripherie des Basisabschnittes des Fortsatzes. Wird Harz in den zylindrischen Kanal eingespritzt, so berühren sich die Endoberflächen sowohl des Formkernkörpers als auch des zusätzlichen Formkernkörpers so gut, daß ein Fluidaustritt blockiert wird, wodurch ein Eintritt von Harz in den Fluidauslaß verhindert wird. Anschließend wird der zusätzliche Formkernkörper axial bewegt, um einen Spalt über den gesamten Umfang zwischen der Endoberfläche an der Seite des Formkernkörperfortsatzes und der Endoberfläche des zusätzlichen Formkernkörpers zu bilden. Der Spalt steht in Strömungsverbindung mit dem Fluiddurchtritt und das durch diesen Durchtritt auf den inneren Umfang des Harzkörpers geblasene Fluid verformt das Harz in einer derart gleichmäßigen Weise, daß keine Falten oder Risse am Wulstabschnitt oder gar eine ungleichförmige Wulstbildung hervorgerufen werden. Demgegenüber waren bei herkömmlichen Formen Falten und Risse sowie ungleichmäßige Wulstabschnitte unvermeidlich. Bei diesen früheren Vorrichtungen wurde das Fluid 'von verschiedenen Orten aus eingeblasen, was beispielsweise mit Hilfe von Ventilen erfolgte, die an mehreren Orten in dem äußeren Umfangsoberflächenbereich des Formkerns vorgesehen waren. Hit Hilfe der Erfindung wird demgegenüber ein gleichmäßiger Wulstabschnitt ausgebildet.

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Der verwendete Ausdruck "Harz" steht stellvertretend für alle formbaren Kunststoffe.

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Claims

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Patentansprüche

Form für die Herstellung eines Kunststoff-Rohrverbinders mit einer Ausnehmung in dessen innerer Oberfläche, g ekennzeichnet durch

a) einen inneren Kern (2) bestehend aus einem Formkem-Hauptkörper (21), einem Portsatz (22), der so angeordnet ist, daß Fluid-Öffnungen (25,27) zwischen der Basis des Formkern-Hauptkörpers und dem Fortsatz ausgebildet sind, einem zusätzlichen Formkernkörper (23), welcher auf dem Fortsatz in axialer Richtung zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verschieblich ist, wobei die Hülse in der ersten Stellung dichtend auf der Basis des Formkörper-Hauptkörpers aufsitzt und in der zweiten Stellung zwischen dem Forsikern-Hauptkörper und dem zusätzlichen Formkernkörper (25) ein mit den Fluidöffnungen in Strömungsverbindung stehender Spalt (5-,5') ausgebildet ist ,und durch einen Fluiddurchtritt (24) im inneren Kern, der zum Einblasen eines Fluids bis in die Fluidöffnungen dient,

b) durch eine äußere Form (1), welche unter Ausbildung einet Formhohlraumes (A) zur Aufnahme von Harz rings um den inneren Kern (2) positionierbar ist,

c) und durch-eine in axialer Richtung auf dem inneren Kern innerhalb eines Bereiches des Spaltes zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten ,Stellung verschiebliche Hülse (3)? wobei in der zweiten Stellung ein einen Wulst (C) aufnehmender Raum in der äußeren Form (1,11) zugänglich ist.

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2. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3) und die äußere Form (1) derart gestaltet sind, daß die Hülse in ihrer ersten Stellung den den Wulst (C) aufnehmenden Raum (5,5') einnimmt, so daß der den Wulst aufnehmende Kaum erst nach Bewegung der Hülse in ihre zweite Stellung vorhanden ist.
3. Form nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Wulst (C) aufnehmende Raum (5>5') eine ringförmige Gestalt "besitzt und im Bereich des Spaltes zwischen dem Formkern-Hauptkörper (21) und dem zusätzlichen Formkernkörper (23) ausgebildet ist.
4. Form nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Wulst (C) aufnehmende Raum (5i5') durch die äußere Form (1) begrenzt wird und von dem das Harz aufnehmenden Formhohlraum (A) in der ersten Stellung der Hülse (3) abgesperrt ist.
5. Verfahren zum Herstellen eines Rohrverbinders, insbesondere unter Benutzung einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1., dadurch gekenn z· eichnet, daß

a) die Hülse und der zusätzliche Formkernkörper in ihre jeweiligen ersten Stellungen bewegt werden,

b) daß ein Harz in den Formhohlraum eingespritzt wird, der einerseits zwischen der äußeren Form und der Hülse und andererseits zwischen dem inneren Kern und der äußeren Form ausgebildet ist, um so einen Harzkörper zu bilden,

c) daß anschließend die Hülse und der zusätzliche FornkczTi ■-körper in ihre jeweiligen zweiten Stellungen bevc-gt v:cr den, und

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ά) daß ein Fluid in den Fluiddurchtritt, die Fluidöffnung und den Spalt eingebracht wird, um einen ausrei eilenden Druck, auf den Harzkörper auszuüben, daß der im Bereich des den Wulst aufnehmenden Raumes vorhandene Harzkörper in diesen den Wulst aufnehmenden Raum unter Ausbildung eines Wulstes im Harzkörper hineingepreßt wird.

Verfahren nach Anspruch 5? dadurch· gekennzeichnet, daß der Harzkörper zwecks Erhärtung abgekühlt v/ird, .wobei der Wulst im Körper vorhanden ist und daß der erhärtf te Harzkörper aus der Form entnommen wird.

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ORIGINAL INSPECTED