DE3810979C2

DE3810979C2 -

Info

Publication number: DE3810979C2
Application number: DE19883810979
Authority: DE
Inventors: Horst 5210 Troisdorf De Severyns
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1990-08-23
Also published as: DE3810979A1

Description

Die Erfindung betrifft das gleichzeitige Herstellen mehrerer, als Rohrübergangsstücke dienender, gleicher oder unterschiedlich großer Formteile mit kegelstumpfförmigem Mittelteil und zylindrischen Endteilen, wobei die Stirnwandung an dem verjüngten Endteil abgetrennt wird.

Rohrübergangsstücke aus thermoplastischem Kunststoff für den Übergang einer Kunststoffrohrleitung von einer Nennweite auf eine andere Nennweite werden im allgemeinen dadurch hergestellt, daß man an ein Rohrmittelstück mit in einer Rohrrichtung wachsendem Querschnitt beidendig kurze zylindrische Muffen anschweißt. Die Herstellung dieser Rohrübergangsstücke ist arbeitsaufwendig und teuer.

Aus der DE-PS 28 50 759 ist es bekannt, Magazinpaletten aus Kunststoff durch Tiefziehen von Kunststoffolien herzustellen. Hierzu wird auf einen Formtisch ein Satz der abzuformenden Gegenstände lose aufgelegt. Die in den Spannrahmen der Umformmaschine eingelegte Kunststoffolie wird bis zur Erreichung des plastischen Zustands erwärmt. Dann wird der Formtisch mit den aufgelegten Gegenständen von unten in die Kunststoffolie gefahren und die Luft aus dem Raum zwischen Formtisch und Folie abgesaugt. Nach dem Formvorgang und anschließendem Abkühlen wird nach Wiederherstellung des Atmosphärendrucks unter der Folie der Formtisch mit den als Formwerkzeug benutzten Gegenständen aus der Kunststoffolie zurückgezogen, die nunmehr zur Magazinplatte verformt ist. Die aus dem Spannrahmen entnommene Magazinplatte ist das fertige Produkt.

Aus der DE-OS 17 04 331 ist es bekannt, aus einer endlosen thermoplastischen Kunststoffolie durch Vakuumziehen in eine Mehrfach- Negativform Flaschenhälften herzustellen. Hierzu läuft das plastisch erweichte Folienband in die Vakuumziehvorrichtung, in der gleichzeitig eine Mehrzahl von Flaschenoberteilen bzw. -unterteilen gezogen wird. Nach dem Verformen werden die Flaschenhälften durch Ausstanzen vom Folienband getrennt. Die Flaschenoberteile werden dann noch durch Wegstanzen der Flaschenhalskappe mit einer Einfüllöffnung versehen. Die Vakuumziehform hat untereinander gleiche Formhohlräume, so daß für eine Produktion von Flaschen unterschiedlicher Größe oder Gestalt ein Wechsel der Ziehform erforderlich ist.

Aus der DE-OS 26 55 213 ist schließlich eine Vakuumziehvorrichtung zur Abformung der Oberfläche eines Modells in einer Kunststoffolie zwecks Herstellung einer Kokille bekannt. Dabei wird eine Kunststoffolie über das Modell tiefgezogen. Das entstehende Formstück wird als Formwandung Teil der Kokille.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus Kunststoff bestehende Rohrübergangsstücke für den Übergang von einer Nennweite auf eine andere Nennweite zu vereinfachen und zu verbilligen, wobei die Ausformung mehrerer Rohrübergangsstücke mit gleichen oder unterschiedlichen Nennweiten in einem Arbeitsgang erfolgen soll. Die Rohrübergangsstücke sollen insbesondere frei von Schweißnähten sein, so daß auch die Fehlerquote bzw. Leckrate infolge von Mängeln der Schweißnähte wegfällt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung eines Verfahrens zum Herstellen von Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem eine in ihrem Randbereich horizontal in einem Spannrahmen eingespannte Platte aus dem Kunststoff auf eine Temperatur im thermoplastischen Erweichungsbereich des Kunststoffs erwärmt wird, die erwärmte Kunststoffplatte mittels mehrerer, auf einer Trägerplatte aufgesetzter Formen mit zur Kunststoffplatte senkrechter Längsachse durch Tiefziehen ausgeformt wird, die ausgeformte Kunststoffplatte auf eine Temperatur unterhalb des Erweichungsbereichs des Kunststoffs abgekühlt wird, die Formen von der ausgeformten Kunststoffplatte zurückgezogen und die Formteile danach ausgeschnitten werden.

Es werden mehrere Formkörper, die bezüglich des Nennweitenübergangs gleich oder unterschiedlich sein können, gleichzeitig in die plastisch erweichte Kunststoffplatte eingefahren und dadurch in dieser die Rohrübergangsstücke ausgeformt. Das Verfahren ist daher wirtschaftlicher als die bisherige Einzelfertigung dieser Rohrübergangsstücke. Je nach der Größe der Kunststoffplatte und des Flächenbedarfs der einzelnen Formkörper kann eine mehr oder weniger große Anzahl von Rohrübergangsstücken in einem Tiefziehvorgang ausgeformt werden. Auf entsprechend ausgelegten Tiefziehmaschinen können so 10 bis 20 Rohrübergangsstücke in einem Durchgang geformt werden. Das Heraustrennen der geformten Rohrübergangsstücke aus der Kunststoffplatte und das Abtrennen der den kleineren Öffnungsquerschnitt des Übergangsstücks verschließenden Stirnwandung erfolgt durch Sägen von Hand oder maschinell und erfordert bezogen auf das einzelne Rohrübergangsstück nur einen geringen Arbeitsaufwand.

Man spannt die Kunststoffplatte im wesentlichen horizontal ein und fährt Rohrübergangsstück-Formkörper von unten in die plastisch erweichte Kunststoffplatte ein. Bei der horizontalen Einspannung der Kunststoffplatte wird eine ungleichmäßige Belastung durch das Plattengewicht vermieden.

Die Erwärmung der Platte auf eine Temperatur in dem plastischen Erweichungsbereich des Kunststoffs erfolgt ggfs. durch Infrarotstrahlung von beiden Seiten, bei horizontal eingespannter Platte also von oben und von unten. Die Dauer der Erwärmung liegt bei etwa 1 Minute/mm Plattendicke.

Die plastisch erweichte Platte wird durch in den unteren Raum eingeblasene Druckluft abgestützt. Mit der plastischen Erweichung der Platte tritt auch unter dem Einfluß des Plattengewichts eine Dehnung auf, die zu einer gewissen Wellung und zum Durchhängen der Platte führt. Um das Durchhängen und dadurch hervorgerufene Schäden an der weichen Platte zu vermeiden und eine gleichbleibende Materialdicke auf der gesamten Platte zu erhalten, erfolgt die Abstützung durch Druckluft. Zweckmäßigerweise setzt man die plastisch erweichte Kunststoffplatte vor dem Einfahren der Rohrübergangsstück-Formkörper auf der Seite, von der man die Formkörper einfährt, unter einen Luftüberdruck. Hierdurch erfährt die Platte in Richtung der folgenden Ausformung der Rohrübergangsstücke eine gewisse Vorstreckung, wodurch die Ausformung der Rohrübergangsstücke erleichtert und ihre Qualität verbessert wird.

Beim Einfahren der Rohrübergangsstück-Formkörper saugt man Luft aus dem Raum auf der Seite der Kunststoffplatte ab, von der man die Formkörper einfährt. Hierdurch werden die Ausformung der Rohrübergangsstücke erleichtert und das Auftreten von Mängeln z. B. infolge von Luftpolstern zwischen Formkörper und dem tiefgezogenen Rohrübergangsstück vermieden.

Man kann die plastisch erweichte Kunststoffplatte beim Einfahren der Rohrübergangsstück-Formkörper zwischen den Angriffsflächen dieser Formkörper auf der Gegenseite mechanisch niederhalten. Diese Maßnahme dient dazu, die erweichte Kunststoffplatte insbesondere an dem Ende des Formkörpers mit dem großen Querschnitt, d. h. bei horizontaler Platteneinspannung im unteren Bereich des Formkörpers an diesem zur Anlage zu bringen, so daß eine fehlerfreie Ausbildung des Rohrübergangsstücks gewährleistet ist. Zu diesem Zweck ist auf der der Trägerplatte abgewandten Seite des Einspannrahmens eine Einrichtung mit senkrecht zum Einspannrahmen zwischen die Rohrübergangsstück-Formkörper verfahrbaren Niederhaltern vorgesehen, die die Anlage des erweichten Kunststoffmaterials an der Trägerplatte und den Formkörpern bewirken.

Um das Entformen zu erleichtern, bläst man zweckmäßigerweise beim Zurückziehen der Formkörper in den Raum zwischen Formkörper und Kunststoffplatte Luft ein.

Die Vorrichtung zum Herstellen der Rohrübergangsstücke umfaßt einen Einspannrahmen für die Einspannung der Kunststoffplatte, eine Heizeinrichtung für die Erwärmung der Kunststoffplatte, eine Kühleinrichtung für die Kühlung der Kunststoffplatte und eine senkrecht zum Einspannrahmen verfahrbare Formplatte, die aus einer Trägerplatte mit mehreren Übergangsstück-Formkörpern besteht. Die Übergangsstück-Formkörper sind auf der zum Einspannrahmen gewandten Seite der Trägerplatte mit ihren Achsen senkrecht zur Trägerplatte angeordnet. Jeder Formkörper besteht aus einem Mittelteil und je einem an einem der beiden Enden des Mittelteils angeformten Endteil, wobei die Querschnitte der Mittelteile aller Formkörper in Richtung zum Einspannrahmen hin abnehmend ausgebildet sind.

Die Formkörper sind auf einer horizontalen Trägerplatte lose aufgesetzt, so daß ein Austausch und/oder eine Veränderung ihrer Anordnung leicht möglich sind. Das Mittelteil des Formkörpers bildet den Übergangsbereich des Rohrstücks zwischen den beiden Nennweiten, während die beiden Endteile die sich an diesen Übergangsbereich anschließenden Muffen des Rohrstücks bilden. Je nach Größe der Kunststoffplatte und der zu bildenden Rohrübergangsstücke können 10 bis 20 oder auch mehr Rohrübergangsstücke in einem Durchgang ausgeformt werden. In einem Durchgang können insbesondere Rohrübergangsstücke verschiedener Größen geformt werden, d. h. solche, die sich in ihren Nenndurchmessern und ihrer Länge unterscheiden. Damit kann die Herstellung dem jeweiligen Absatz bzw. Bedarf der verschieden großen Rohrübergangsstücke einfach angepaßt werden, ohne daß die Tiefziehvorrichtung in größerem Umfang umgerüstet werden muß. Je nach Bedarf können Übergangsstücke mit Nenndurchmessern im Bereich von 70 bis 400 mm und mehr gefertigt werden, wobei die Durchmesser 160 mm, 200 mm und 250 mm besonders gängig sind.

Das Kunststoffrohr-Formstück für den Übergang einer Kunststoffrohrleitung von einer ersten auf eine zweite Nennweite ist ein kegelstumpfförmiges Rohrmittelteil, das an beiden Enden nahtlos in je eine zylindrische Muffe übergeht, wobei die Außenseite des Formstücks in den schmalen Übergangsbereichen stetig gekrümmt ist. Das Formstück ist demzufolge völlig nahtlos, wodurch sich eine gute Haltbarkeit und Lecksicherheit und ferner ein optimales äußeres Erscheinungsbild ergibt. Da das Rohr-Formstück nur innenseitig mit dem Formkörper beim Tiefziehen in Berührung kam, verwischt sich der innenseitig scharfe, d. h. durch eine punktuelle Winkeländerung charakterisierte Übergang von dem kegelstumpfförmigen Mittelteil auf den zylindrischen Muffenteil außenseitig zu einem schmalen Übergangsbereich mit stetiger Krümmung, wodurch das gefällige Aussehen unterstützt wird. Die stetig gekrümmten Übergangsbereiche haben im allgemeinen eine Breite in dem Bereich von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 1 bis 4 mm. Da die Außenseite mit keiner Formwandung in Berührung kam, ist die Glattheit seiner Oberfläche außen größer als innen.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Tiefziehen mehrerer Rohrübergangsstücke nach dem Erwärmen der Platte und vor dem Ausformen;

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 nach dem Ausformen der Kunststoffplatte;

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 2 nach dem Zurückziehen der Formen und der Niederhalter;

Fig. 4 ein Rohrübergangsstück in perspektivischer Darstellung vor dem Ausschneiden aus der Kunststoffplatte und dem Abtrennen des Endteils;

Fig. 5 das fertiggestellte Rohrübergangsstück in perspektivischer Darstellung; und

Fig. 6 eine Teildarstellung des Übergangs von dem kegelstumpfförmigen Mittelteil zu dem zylindrischen Muffenteil im Schnitt in vergrößertem Maßstab.

In einen horizontalen Einspannrahmen 2 ist eine Platte 1 aus thermoplastischem Kunststoff an ihrem Umfang eingespannt. Oberhalb und unterhalb des Einspannrahmens 2 mit der Platte 1 ist je eine Heizeinrichtung (nicht dargestellt) mit Infrarotstrahlen horizontal verschieblich angebracht, durch welche die Kunststoffplatte 1 auf eine Temperatur in dem plastischen Erweichungsbereich des Kunststoffs erwärmt wird. Wenn die Platte 1 plastisch wird, wird in den Raum 7 unter der Platte Stützluft eingeblasen, die ein Durchhängen der Platte verhindert. Nachdem die Platte 1 die erforderliche Temperatur erreicht hat, bei Polyvinylchlorid z. B. 160°C, werden die Heizeinrichtungen horizontal weggefahren.

Unterhalb der Kunststoffplatte 1 befindet sich eine vertikal verschiebliche Trägerplatte 4, auf deren Oberseite mehrere Formkörper 3 aufgesetzt sind (Fig. 1). Auf der Trägerplatte 4 sind je nach Größe der Platte und der Formkörper 10 bis 20 oder mehr Formkörper für die Ausformung der Rohrübergangsstücke aufgestellt. Die Formkörper 3 werden so auf die Trägerplatte 4 gesetzt, daß ihre Achsen 3 ^a senkrecht zu der Kunststoffplatte 1 stehen und die Querschnitte der kegelstumpfförmigen Mittelteile 3 ^b der Formkörper 3 zur Platte 1 hin abnehmen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Oberhalb der Kunststoffplatte 1 ist eine ebenfalls vertikal verschiebliche Niederhalteeinrichtung 5 mit mehreren in die Zwischenräume zwischen den Formkörpern 3 greifenden Niederhaltern 5 ^a angeordnet.

Zur Ausformung der Übergangsstücke 8 in der Platte 1 wird die Trägerplatte 4 mit den aufstehenden Formkörpern 3 in die plastisch erweichte Trägerplatte 4 eingefahren. Gleichzeitig fährt die Niederhalteeinrichtung soweit herab, daß die Niederhalter 5 ^a in die Zwischenräume zwischen den Formkörpern 3 greifen und im wesentlichen bis dicht über die Trägerplatte 4 ragen, vergl. Fig. 2. Während vor dem Einfahren der Formkörper 3 in die Platte 1 der Raum 7 unter der Platte noch mit Druckluft beaufschlagt wurde, um der Platte 1 eine gewisse Vorspannung in Aufwärtsrichtung zu verleihen, wird die in dem Raum 7 befindliche Luft während des Einfahrens der Formkörper 3 in die Platte 1 abgesaugt. Das Material der Platte 1 wird dadurch eng über die Formkörper 3 gezogen, so daß sich eine gute Abformung dieser Formkörper in der Platte ergibt. Die Platte 1 mit den ausgeformten Übergangsstücken 8 wird durch Kühleinrichtungen 9 in Form von Luft- und/oder Wassersprühdüsen gekühlt. Nachdem die Platte 1 mit den Übergangsstücken 8 formstabil geworden ist, werden die Trägerplatte mit den Formkörpern 3 und die Niederhalteeinrichtung 5 wieder in die in Fig. 3 gezeigten Positionen auseinandergefahren. Dabei wird zur Unterstützung der Entformung in den Raum 7 zwischen die Platte 1 und die Trägerplatte 4 Luft eingeblasen. Die formstabile Platte 1, 8 wird dann aus dem Spannrahmen 2 entnommen.

Die Rohrübergangsstücke werden dann aus der Platte 1 herausgetrennt. Fig. 4 zeigt eine perspektivische Teilansicht der Platte 1 mit einem ausgeformten Rohrübergangsstück 8. Zunächst wird mittels einer Stichsäge das Rohrübergangsstück 8 längs der gestrichelten kreisförmigen Spur 10 aus der Platte 1 herausgesägt. In einem folgenden Arbeitsgang wird die die obere Muffe 8 ^b abschließende Stirnwand 11 längs der kreisförmigen Spur 12 ebenfalls mittels einer Säge herausgetrennt, womit das Rohrübergangsstück 8 im wesentlichen fertiggestellt ist. Es ist nur noch erforderlich, die kreisförmigen Sägespuren 10 und 12 nachzuarbeiten.

Fig. 5 zeigt das so erhaltene Rohrübergangsstück 8 in perspektivischer Darstellung. Es besteht aus einem kegelstumpfförmigen Mittelteil 8 ^a, an das beidendig als Muffen schmale zylindrische Endteile 8 ^b nahtlos angeformt sind. Der Übergang 13 von dem kegelstumpfförmigen Mittelteil 8 ^a auf die zylindrischen Endteile 8 ^b entspricht dem Übergang von dem Mittelteil 3 ^b auf die Endteile 3 ^c des Formkörpers 3 (vergl. Fig. 1) und ist auf der Innenseite des Übergangsstücks im allgemeinen mit einer unstetigen Winkeländerung verbunden, wie in Fig. 6 bei 14 dargestellt ist. Auf der Außenseite erfolgt der Übergang von dem Mittelteil 8 ^a auf die Endteile 8 ^b in einem stetig gekrümmten Bereich 13 einer Breite von z. B. 2 mm. Die Außenseite 8 ^c hat im allgemeinen eine größere Glattheit als die Innenseite 8 ^d.

Claims

Verwendung eines Verfahrens zum Herstellen von Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem eine in ihrem Randbereich horizontal in einem Spannrahmen eingespannte Platte aus dem Kunststoff auf eine Temperatur im thermoplastischen Erweiterungsbereich des Kunststoffs erwärmt wird, die erwärmte Kunststoffplatte mittels mehrerer, auf einer Trägerplatte aufgesetzter Formen mit zur Kunststoffplatte senkrechter Längsachse durch Tiefziehen ausgeformt wird, die ausgeformte Kunststoffplatte auf eine Temperatur unterhalb des Erweichungsbereiches des Kunststoffes abgekühlt wird, die Formen von der ausgeformten Kunststoffplatte zurückgezogen und die Formteile danach ausgeschnitten werden,
für das gleichzeitige Herstellen mehrerer, als Rohrübergangsstücke dienender, gleicher oder unterschiedlich großer Formteile mit kegelstumpfförmigem Mittelteil und zylindrischen Endteilen, wobei die Stirnwandung an dem verjüngten Endteil abgetrennt wird.