DE2946962A1 - Kartusche zur aufnahme von dichtmassen mit einem endanschlag, verfahren zu seiner herstellung und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Kartusche zur aufnahme von dichtmassen mit einem endanschlag, verfahren zu seiner herstellung und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
29^6962
SCl iL Γ-::'·." ι·.:-;'.· :,.-..L η. 2C3
US 009 114
Voplex Corporation, Pittsford, New York, V.St.A.
Kartusche zur Aufnahme von Dichtmassen mit einem Endanschlag, Verfahren zu seiner Herstellung und Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung "bezieht sich auf eine Kartusche zur Aufnahme
von Dichtmassen mit einer zylinderförmigen Hülse aus Kunststoff und einem darin beweglich angeordneten Kolben zum
Austreiban der Dichtmasse, ein Verfahren zur Herstellung
eines Endanschlages an einer solchen Kartusche und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Da Kunststoff-Kartuschen für solche Dichtmassen-Spritzvorrichtungen
sich besonders eignen, insbesondere für die Aufnahme und Lagerung bestimmter Dichtmassen, treten diese
mehr und mehr an die Stelle von Papier-Kartuschen. Der Einsatz von Kunststoff-Kartuschen für verschiedenartigste
Dichtmassen ist jedoch - wie die Erfahrung gezeigt hat nicht ohne weiteres möglich. Manche solcher Dichtmassen v/eisen
nämlich einen besonders hohen V/ärmeausdehnungskoeffizienten
auf und neigen bei Lagerung zur Entwicklung und Abgabe von
OS.' j .: 2 / 0 ^ 2 0
Gasen. Es ist daher notwendig, für diese Dichtmassen eine Möglichkeit zur Ausdehnung zu schaffen. Neben der Wärmeausdehnung
sind auch noch andere Parameter derartiger Vorrichtungen zu "berücksichtigen, die einer Ausdehnung der
Dichtmasse entgegenstehen, so daß häufig durch das sich ausdehnende Material oder die entstehenden Gase die Kolben
während der Lagerung der Vorrichtung, insbesondere bei höheren Temperaturen leicht nach hinten über das hintere Ende
der Kartusche hinausgedrückt werden. Hierdurch wird die Dichtmasse freigesetzt, Material vergeudet und eine Verschmutzung
ist unvermeidlich.
Um diesem Nachteil abzuhelfen, ist man bereits dazu übergegangen, die Kartuschen verhältnismäßig dünnwandig herzustellen,
so daß der Zylindermantel bei Ausdehnung des Dichtmaterials in gewissem Maße durch Auswölben nachgibt. Der Druck,
der auf den Zylindermantel ausgeübt wird, darf aber nicht größer sein, als der, dem auch derKolben standhält, so daß
durch diese Lösung keineswegs die Gewähr gegeben ist, daß der Kolben nicht nach hinten über den Rand der Kartusche hinausgedrückt
wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, diesem Übelstand durch eine neue Ausbildung der Kartusche abzuhelfen und am rückwärtigen
Ende der eine zylinderförmige Hülse bildenden Kartusche zur Aufnahme von Dichtmassen nach einem neuen Verfahren
und mit einem neuen Werkzeug einen Endanschlag für,den in der Hülse gleitenden Kolben anzuformen, der das Ausfahren des Kolbens
sicher verhindert und hinsichtlich Punktion, Zuverlässigkeit und Herstellungskosten alle Anforderungen an einen Massenartikel
erfüllt.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Ein solcher Endanschlag
kann beim Einführen des Kolbens nach der Füllung der Kartusche mit Dichtma3se leicht überfahren werden, verhindert aber nit
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oicherheit, daß der eingeführte Kolben über das rückwärtige
Znde der Kartusche hinaus ausgefahren werden kann.
Jie Herstellung des Endanschlages erfolgt erfindungsgemäß
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3·
Eine hierzu besonders gut geeignete Vorrichtung ist durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 8 gegeben. Diese Vorrichtung läßt sich mit geringen Kosten herstellen, arbeitet
mit hoher Geschwindigkeit und ermöglicht die Ausbildung des Endanschlags in der gewünschten Form mit geringen Kosten.
V/eitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht einer Kartusche zur Aufnahme von Dichtmassen mit einem
erfindungsgemäßen End- oder Sicherungsanschlag,
Figur 2 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab durch einen Teil einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung des Endanschlages während ihres Eingriffs in das
rückwärtige Ende der Kartusche,
Figur 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Figur 2,
Figur 4- eine teilweise schematische Stirnansicht auf die
Rückseite einer Kartusche mit Endanschlag,
Figuren 5 ^is 7 sind jev/eils eine Draufsicht, eine Vorderansicht
und eine Seitenansicht einer Form- oder Schneidkante an der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach
Figur 2 und
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2 9 ^ Π 9 6
Figur 8 eine teilweise schematische Seitenansicht einer
Anordnung für den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 1 zeigt eine der Aufnahme von Dichtmassen dienende Kartusche 10, die einen eine Hülse bildenden Kunststoffzylinder
11 aufweist, der an seinem rückwärtigen Ende 12 einen angeformten Endanschlag 15 aufweist, durch den verhindert
werden soll, daß ein nicht dargestellter Kolben aus der Kartusche 10 unter dem Druck des Inhalts in der
Kartusche nach hinten austritt. Der Endanschlag 15 ist im
Querschnitt im wesentlichen dreieckfb'rmig und weist eine
schräge, von der äußeren Zylindermantelfläche radial nach innen abfallende Schrägfläche 16 auf, so daß eine Gleitfläche
gebildet ist, über die der genannte Kolben nach dem Füllen der Kartusche und damit über den Endanschlag 15 frei
gleiten kann. Auf der abgewandten Seite weist der Sicherungsanschlag 15 eine Kante 18 auf, die von der inneren Mantelfläche
19 der Kartusche 10 radial nach innen vorsteht und den
Kolben gegen seine Bewegung nach rückwärts aus der Kartusche heraus verhindert. Der Endanschlag kann sich über 360 am
rückwärtigen Ende 12 erstrecken, doch wird bevorzugt, ihn jeweils nur in Form von gleichmäßig über den Umfang verteilten
Segmenten vorzusehen, wie später beschrieben ist.
Die im Querschnitt dreieckförmige Ausbildung des Endanschlages 15 ermöglicht ein leichtes Einsetzen des Kolbens sowie
die Ausbildung einer vorspringenden Kante 18, so daß ein im Zylinder 11 befindlicher Kolben gegen sein Ausfahren
über das rückwärtige Ende 12 hinaus durch die Kante 18 gesichert ist. Wenn der Endanschlag 15 aus mehreren Segmenten
besteht, die in gleichmäßigen Abständen am Umfang des Endes 12 angeordnet sind, läßt sich der Kolben sehr leicht
einsetzen, da der Zylinder 11 etwas deformierbar ist, und der Kolben diese Anschläge beim Einsetzen undOberfahren der
schrägen Kante 16 radial nach außen drückt. Die Sicherung des
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Kolbens gegen ein Ausfahren ist bei solchen Segmenten in gleicher Weise gewährleistet wie bei einem über
360° sich erstreckenden Endanschlag. Darüber hinaus lassen sich einzelne Segmente sehr Mcht durch Drehung eines
Werkzeuges über wenige Umfangsgrade herstellen, wie nachstehend
im einzelnen beschrieben wird.
Der Endanschlag I5 wird nämlich mit einem insgesamt mit
der Bezugsziffer 10 bezeichneten Werkzeug angeformt, das gegen das hintere Ende 12 des Zylinders 11 gepreßt und
in bezug auf diesen gedreht wird, vorzugsweise, wenn der Zylinder selbst Raumtemperatur hat. In einer vorteilhaften
Ausführungsform besteht das Werkzeug 20 aus einem Schaft und einem im wesentlichen napfförmigen Körper 22 mit einem
erweiterten, eine Muffe bildenden Teil 23, das paßgenau an der Außenmantelfläche 17 des zu bearbeitenden Zylinders
anliegt. Das hintere Ende 12 des Zylinders 11 liegt fest am Boden 24- der Muffe 23 an, sobald Werkzeug und Zylinder
für den Formvorgang des Endanschlags I5 in Eingriff gebracht
worden sind.
Ein Formwerkzeug 25 mit einer Formkante 26 ist in einer
Bohrung 27 im Werkzeugkörper 22 durch Stellschrauben 28
in einer solchen Lage gehalten, daß die Kante 26 schräg in die Muffe 23 hineinragt und somit im Endzustand an der
Schrägfläche 16 des Endanschlages I5 in der Arbeitsstellung
von Werkzeug 20 und Zylinder 11 anliegt.
Anstelle eines einzigen Formwerkzeuges 25 können auch
mehcore solcher Formwerkzeuge vorgesehen werden, so daß
je nach Zahl der Formkanten 26 eine entsprechende Anzahl
von Endanschlägen bildende Segmente angeformt werden können, wir insbesondere aus Figur 4- hervorgeht. Die günstigste Zahl
Ii''- -τ. bei drei oder vier Formwerkzeugen 25, während weniger
od'iL.· mehr unzweckmäßig sind.
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Die von jeder Fonnkante 26 gebildeten Segmente können
- wie bereits erwähnt - zusammen einen über 360° verlaufenden Endanschlag bilden, oder die Formkanten 26 werden über
einen kleinen Winkel verdreht, so daß im gleichen Winkelabstand voneinander liegende Segmente am hinteren Ende 12 des
Zylinders 11 gebildet werden.
Das Formwerkzeug 25 ist leicht durch Schleifen eines zylindrischen
Stabes in die in den Figuren 5 ois 7 dargestellte Form
herstellbar. Wie dort zu sehen ist, stoßen zwei schräge Flächen 30 und 31 zu der Fornkante 26 spitz aneinander, die
derart geneigt ist, daß ein radial innen liegender an der Spitze liegender Punkt 32 und ein radial außen liegender auf den
Stab bezogen tieferen Punkt 33 im Bereich einer zur Aufnahme
der Stellschrauben 28 abgeflact',en Fläche 34- am Stab gebildet
ist.
Wie aus den Figuren 3 und 5 deutlich entnehmbar ist, ist die
Kante 26 in bezug auf die Abflachung 34· von der Normalen
leicht abweichend, so daß die Kante 26 mit dem Radius des Werkzeugs 20 einen Winkel B gemäß Figur 3 einschließt. Die
beste Wirkung wird erreicht, \fenn der Winkel B etwa 10° beträgt,
doch sind auch kleinere oder größere Winkel denkbar. Als Folge der Neigung der Kante 26 gegenüber dem Radius des
Werkzeugs um den Winkel B greifen die radial außen liegenden Teile der Kante 26 beim Durchgang durch das Plastxlaaaterial
an dem Ende 12 des Zylinders 11 bei Verdrehung des Werkzeuges 20 in Richtung des Pfeiles in Figur 3 eher an als die radial
innen liegenden Teile. Auf diese Weise schält sich die Kante 26 durch die Plastikmasse und drückt diese radial nach innen,
und zwar entlang der Kante 26. Auf diese Weise wird bei Verdrehung des Werkzeuges 20 am Umfang des Endes 12 der Endanschlag
15 durchgehend und sauber in der gewünschten dreieckförmigen
Querschnittsform mit geneigter Fläche 16 und einer
vorspringenden Kante 18 angeformt.
• 3 2 / 0 5 2 0
Die Abschrägung der Formkante 26, durch die die radial nach innen gerichtete Schrägfläche 16 des Endanschlags 15 gebildet
wird, ist in Figur 2 durch den Winkel A wiedergegeben, der vorzugsweise 35° zu einer die Zylinder- und Werkzeugachse
senkrecht schneidenden Ebene beträgt, wobei allerdings kleinere und größere Winkel ebenfalls die gewünschte
Funktion erfüllen. Der äußerste, innen liegende Punkt 32
der Formkante 26 reicht vorzugsweise über die innenliegende Kante des im Querschnitt dreieckförmigen Anschlags 15 hinaus,
wie aus Figur 2 hervorgeht, während das außen liegende Ende 33 der Formkante 26 vorzugsweise radial über die Außenmantelfläche
17 des Zylinders 11 und axial über das Ende 12 hinausreicht. Hierdi rch wird erreicht, daß die Formkante 26 mit beiden
Enden linear auf jeder Seite der geneigten Schrägfläche des Sicherungsanschiages I5 übersteht, so daß die Schrägfläche
16 sich bei Verdrehung des Werkzeuges 20 in bezug auf den Zylinder 11 glatt ausbilden kann. Die Formkante 26 reicht ebenfalls
bis dicht an die Außenmantelfläche 17 des Zylindermantels
heran, so daß sie schräg durch das Ende 12 wirkt und das Kunststoffmaterial radial nach innen ausdrückt, wenn die Fonnkante
26 gegenüber dem Ende 12 verdreht wird.
Zu Beginn des Formvorganges, wenn Werkzeug 20 und Zylinder
der Kartusche axial ausgerichtet in Eingriff stehen, schneidet die Kante 26 schräg in das hintere Ende 12 ein. Wird dann
das Werkzeug 20 in bezug auf den Zylinder 11 verdreht, so wirkt jede der Kanten 26 am Umfang entlang auf das Ende 12
ein und drückt den Werkstoff an diesen Stellen radial nach innen. Hierdurch werden an das Ende 12 des Zylinders 11 dreieckförmige
Endanschläge I5 geformt, wie aus den Figuren 2 und 4· am deutlichsten hervorgeht. Die Verdrehung des Werkzeuges
erfolgt vorzugsweise nur, wenn Werkzeug 20 und Zylinder 11 fest im Eingriff miteinander stehen, wobei das Ende 12 mit
seiner Stirnseite am Boden 24 der Muffe 23 des Werkzeuges aufsitzt. Mit dem Formvorgang, bei dem entweder das Werkzeug
oder das Werkstück, also der Zylinder 11, gedreht bzw. axial verschoben werden können, damit die exakte Zuordnung von Werk-
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zeug und Werkstück erhalten wird, werden die Anschlagsegmente
In der gewünschten Länge und Im gewünschten Winkelabstand
hergestellt. Wenn die Anzahl der Fonnkanten « η ist, dann entsteht bei einer Verdrehung des Werkzeuges oder Werkstücks
von n/360° ein über den gesamten Umfang des Zylinders reichender Sicherungsanschlag, während eine Verdrehung um
einen Winkel kleiner n/360° im Winkelabstand voneinander liegende Endanschläge ergibt, wie aus Figur 4 hervorgeht.
Der gesamte Formvorgang erfolgt zweckmäßigerweise nach dem in Figur 8 angegebenen Schema, wo die axiale Zuordnung
von Zylinder 11 zum Werkzeug 20 über Spannstüclß 40 gesichert ist. Ein Luftzylinder 41 bewegt das Werkzeug 20 in axialer
Richtung gegen die Stirnseite des Endes 12 des Zylinders 11, während ein weiterer Luftzylinder 42 mit seinem Arbeitsglied
in den Luftzylinder 41 eingreift, um diesen samt dem Werkzeug 20 in bezug auf den Zylinder 11 zu drehen. Antrieb und Bewegungsübertragung
können selbstverständlich auch in anderer geeigneter Weise erfolgen.
Die erfindungsgemäße Lösung zur Bildung des Endanschlages 15
wurde erst aufgrund vieler fehlgeschlagener Versuche gefunden. Diese Versuche gingen dahin, das Ende 12 durch Verwendung eines
durchgehenden flachen Werkzeuges, das gegen die Stirnseite des Endes 12 gedrückt wird, in einen sichernden Endanschlag umzuformen,
wobei Formstifte und Rollen in geneigter Anordnung an der Innenmantelfläche des Endes 12 entlangbewegt wurden,
bzw. Stifte, die an dem Ende 12 angriffen, über diese wurde
ein Werkzeug senkrecht zur Zylinderlängsachse bewegt. Die Verwendung von abgerundeten und flachen, am Ende 12 des Zylinders
angreifenden Form- oder Schneidflächen erwies sich als Fehlschlag, unabhängig davon, aus welcher Lage der Formvorgang
erfolgte.
Die Anordnung der Schneidkante 26, die sich durch das Kunststoffmaterial
zur Bildung des Endanschlages einschält bzw. schneidet, stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber den
bisherigen Fertigungsmethoden dar und ermöglicht die Bildung
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eines glatten, sauberen, gleichmäßigen und sicher wirkenden
Anschlags. Darüber hinaus können mit solchen Form- oder Schneidkanten Kunststoffe bei Raumtemperatur einwandfrei
bearbeitet werden, so daß keine Oxydationsprobleme auftreten und sich der Kunststoff am Werkzeug nicht ab- oder festsetzen
kann, was bei höheren Temperaturen leicht der Fall ist. Darüber hinaus arbeiten derartige Form- oder Schneidkanten
26 schnell mit verhältnismäßig geringem Arbeitsdruck, so daß die für den Formvorgang benötigten Werkzeuge nicht aufwendig
sind, und außerdem die Gefahr von Beschädigungen an deren Teilen vermieden ist. Außerdem sind die Schneidkanten verschleißfest,
können geschärft und genau eingestellt werden. Der Herstellungsvorgang kann mit hoher Geschwindigkeit ablaufen,
v/obei pro Kartusche nur geringe Kosten anfallen. Die in dieser Weise geformten Endanschläge sind im Aussehen und
in ihrer Funktion einwandfrei.
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Claims (14)
1. Kartusche zur Aufnahme von Dichtnassen mit einer zylinderförmigen
Hülse aus Kunststoff und einem darin "beweglich angeordneten Kolben zum Austreiben der Dichtmasse, dadurch g e k e η nz
e i chnet, daß am hinteren Ende (12) der Hülse (11) ein radial nach innen gerichteter Vorsprung (15) von im wesentlichen
dreieckförmigen Querschnitt mit einer abfallenden Schrägfläche (16) vorgesehen ist, die in eine gegenüber der Innenmantelfläche
der Hülse vorspringende Kante (18) übergeht, die einen das rückwärtige Ausfahren des Kolbens verhindernden Endanschlag
bildet.
2.Kartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichn
e t , daß der Endanschlag (18) aus mehreren am Umfange des Endes (12) der Hülse (11) in gleichen Winkelabstanden verteilt
angeordneten Segmenten besteht, vgl. Figur 4-,
3. Verfahren zur Herstellung eines Endanschlages an einer Kartusche
zur Aufnahme von Dichtmassen gemäß Anspruch 1, g e lcennz
eichnet durch die Verwendung eines Werkzeuges (20), das eine das hintere Ende der Hülse (11) umschließende
Muffe (23) sowie ein in die Muffe (23) hineinragendes Formwerkzeug (25) 2iit einer schrägen Schneid- bzw. Formkante (26) aufweist,
die am Ende des Herstellungsvorganges an der Schrägfläche (16) des Endanschlages anliegt.
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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennz eichn
e t , daß das Werkzeug (20) die Hülse (11) koaxial umfaßt und abstützt, wobei dieHuffe (23) des Werkzeuges dem stirnseitigen
Ende der Hülse zugewandt ist, daß Werkzeug (20) oder Hülse (11) zum Zwecke des Andrückens von Hülse und Werkzeug
gegeneinander axial verschobenwerden, wobei die Schneidkante
(26) in das Kunststoffmaterial an dem hinteren Ende (12) der Hülse eingedrückt wird, daß Werkzeug (20) oder Hülse
(11) in ihrer Eingriffstellung gegeneinander verdreht werden, so daß die Schneidkante (26) die geneigte Schrägfläche (16)
formt oder schneidet und dabei den Kunststoff an der Stirnseite der Hülse zu einem Vorsprung (15) umformt und daß V/erkzeug
(20) und rückwärtiges Ende der Hülse (11) durch Bewegen in axialer Richtung voneinander getrennt werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4-, dadurch g e k e η η zeichnet
, daß die Verdrehbewegung von Hülse (11) oder Werkzeug (20) weniger als 360° beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennz eichnet
daß die relative Drehung von Werkzeug (20) und Hülse (11) weniger als n/360 beträgt, wobei η die Zahl der Anschlagsegmente
bildenden Schneidkanten (26) ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch
die Verwendung eines Werkzeuges (20) mit mehreren Schneidkanten (26).
8. Vorrichtung zur Herstellung eines Endanschlages für den Kolben einer Kartusche zur Aufnahme einer Dichtmasse nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet , daß es ein Werkzeug (20) mit einer das rückwärtige Ende der Hülse (11) umschließenden
Muffe (23) aufweist, in der ein formgebendes Werkzeug mit einer schräg in die Muffe (23) hineinragenden Kante
(26) derart befestigt ist, daß in der Eingriffstellung von
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Werkzeug (20) vind Hülse (11) die Kante (26) an der Schrägflache
(16) des Endanschlags (18) anliegt, wobei Hülse (11) und Werkzeug (20) gleichachsig angeordnet sind und die Muffe
(23) dem rückwärtigen Ende der Hülse (11) zugewandt ist, daß Mittel (41) zur axialen Verschiebung wahlweise von Werkzeug
(20) oder Hülse (11) vorgesehen sind, um das V/erkzeug und das rückwärtige Ende der Hülse in Eingriff zu bringen, wobei
in dieser Stellung die Kante (26) in das Kunststoffmaterial des rückwärtigen Endes der Hülse (11) einschneidet sowie
Mittel (42) zum Verdrehen wahlweise von V/erkzeug oder Hülse in ihrer Eingriffstellung derart, daß die Kante (26) an der
Schrägfläche (16) entlang schneidet und am rückwärtigen Ende der Hülse (11) den Endanschlag (15) anformt und daß
die Mittel (41) auch zum Trennen von Werkzeug (20) und Hülse (11) in axialer Richtung dienen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehbewegung von Hülse (11) oder V/erkzeug (20) weniger als 360 beträgt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet
durch die Verwendung mehrerer Schneidkanten (26).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich-
n e t , daß die Verdrehung von V/erkzeug (20) oder Hülse (11) weniger als n/360 beträgt, worin η die Anzahl der mehrere
am Umfang des hinteren Endes (12) der Hülse befindliche Segmente erzeugenden Kanten (26) ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennz eich-
n e t , daß die Neigung der Kante (26) so gewählt ist, daß die radial außen liegenden Teile der Kante vor den radial
innen liegenden Teilen in das Material der Hülse (11) einschneiden.
13- Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehbewegung weniger als 360° beträgt.
03Ci 12/
14. Vorrichtlang nach Anspruch 10 mit einem Werkzeug mit mehreren Kanten, dadurch gekennnzeichnet ,
daß die Drehbewegung weniger als n/36O° "beträgt, worin
η die Anzahl der Kanten (26) ist, die einen Endanschlag in
Form einer Reihe von am Umfang des rückwärtigen Endes der Hülse (11) verteilten Segmenten ausbilden.
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