DE958367C

DE958367C - Verfahren und Vorrichtung zur Fertigformung von Vorformlingen aus plastischem Werkstoff

Info

Publication number: DE958367C
Application number: DEC8190A
Authority: DE
Inventors: Heinz Behrens; Dr Gottfried Cremer; Joseph Rebl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-09-17
Filing date: 1953-09-17
Publication date: 1957-02-14

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Fertigformung von Vorformlingen aus plastischem Werkstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigformung von Vorformlingen aus plastischem Werkstoff, und zwar von solchen, die einander gegenüberliegende Flächen aufweisen und im Bereich dieser Flächen verformt werden sollen.
Diese Voraussetzungen sind in zahlreichen Fällen, z. B. bei durch einen Pzeßvorgang hergestellten Vorformlingen von Hohlprofil gegeben, bei denen die erste Formgebungsstufe es nicht ermöglicht, die Formlinge unmittelbar mit einspringenden oder vorspringenden Teilen zu versehen, wie dies z. B. bei der Verformung durch Strangpressen oder auch diskontinuierlich arbeitende Röhrenpressen der Fall ist. In solchen Fällen mußte bisher die Fertigformung mittels sehr komplizierter Vorrichtungen in zeitraubender Weise erfolgen.
Ein typisches Beispiel hierfür ist die Herstellung von Steinzeugröhren, bei der die von der Rohrpresse kommenden Formlinge nachträglich im Bereich der Muffe und der Spitze mit den für die Verbindung der Rohrabschnitte miteinander notwendigen Innen- bzw. Außenrillen versehen werden müssen.
Für diesen Vorgang werden bisher mechanische Vorrichtungen unter Verwendung eines festen Kerns als Gegenkörper verwendet, die eine genaue Zentrierung erforderlich machen. Die gleichen Voraussetzungen liegen in zahlreichen anderen Fällen vor, unter Umständen auch bei Vollkörpern, die zunächst mit glatten Wandungen hergestellt werden müssen.
Die Erfindung macht von dem bekannten Gedanken Gebrauch, die Verformung plastischer Massen mittels elastischer Druckkörper vorzunehmen, die durch Einführung eines in der Regel flüssigen Druckmediums ausgedehnt werden.
Bei den bisher bekannten Verfahren dieser Art wird ein solcher Druckkörper in das Innere des Massekörpers eingeführt bzw. eingebettet und durch diesen die Masse unter Bildung eines zunächst von dem Druckkörper ausgefüllten Hohlraumes gegen die starre Außenwandung der Form gedrückt.
Ein solches Verfahren hat man z. B. für die Herstellung von Tiegeln aus feuerfester Masse und auch für andere Zwecke vorgeschlagen,-ohne daß es jedoch nennenswerten Eingang in die Praxis gefunden hat, und zwar insbesondere wohl wegen der hierbei vorhandenen Schwierigkeiten für die Zentrierung des aufblähbaren elastischen Körpers, die für die Erzielung einer gleichmäßigen Wandstärke des Formlings notwendig ist.
Gemäß der Erfindung wird das Prinzip der Verformung mittels aufblähbarer elastischer Körper in einer völlig neuartigen Weise ausgenutzt und dadurch die Möglichkeit zur Nachverformung der verschiedenartigsten Vorformlinge, soweit sie einander gegenüberliegende Flächen aufweisen, in gegenüber den bisher üblichen Methoden wesentlich vereinfachter und verbilligter Weise gegeben.
Dieses Verfahren besteht seinem Grundgedanken nach darin, daß der zu verformende Körper zwischen ein der gewünschten Formgebung entsprechend profiliertes aufblähbares Druckkissen und eine Abstützung eingebracht wird, worauf er durch Aufblähen des Druckkissens unter gleichzeitiger Verformung auf den abstützenden Körper aufgedrückt wird, und anschließend nach Druckentlastung der fertige Formling der Vorrichtung entnommen werden kann.
Die Abstützung kann durch einen starren Körper gebildet werden. Gemäß einer für zahlreiche Zwecke vorteilhafteren Ausführungsform des neuen Verfahrens kann er aber ebenfalls aus einem aufblähbaren Druckkissen bestehen, das gegebenenfalls auch selbst gleichzeitig eine Verformung von der gegenüberliegenden Seite bewirken kann. Die beiden Druckkissen können beide an eine gemeinsame Druckmittelquelle angeschlossen sein, d. h. von dieser aus mit dem gleichen Druck, wie auch mit verschieden hohen Drücken aufgebläht werden.
Die Verwendung zweier Druckkissen in der letztbeschriebenen Weise besitzt .den Vorteil, daB vor der Einführung des zu verformenden Körpers ein verhältnismäßig großer Spielraum zwischen den beiden Kissen vorhanden ist, und im Falle der Verformung von runden Hohlkörpern den weiteren, daß sich die Vorrichtung, die dann aus einem inneren und einem äußeren elastischen Hohlring besteht, automatisch zentriert. Die Drucksteigerung kann sowohl gleichmäßig wie auch gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung mit einer überlagerten Pulsation erfolgen.
In der folgenden Einzelbeschreibung des neuen Verfahrens bzw. der zu seiner Durchführung dienenden Vorrichtungen ist seine Anwendung zur Nachverformung von Steinzeugröhren, d. h. zur Bildung der Innenrillen der Muffen und derAußenrillen der Rohrspitzen, erläutert, ohne daß aber etwa, wie oben bereits dargelegt, die Anwendungsmöglichkeiten des neuen Verfahrens auf diesen Zweck beschränkt wären.
Abb. i zeigt schematisch im axialen Schnitt die Bildung der Außenrillen an der Spitze und Abb.2 in entsprechender Darstellung die Bildung der Innenrillen der Muffe eines Steinzeugrohres; Abb.3 veranschaulicht eine abgeänderte Ausführungsform des Verfahrens, bei welcher die aufblähbaren Druckkörper (Ringe) ihrerseits abgestützt sind, und Abb.4 eine Anwendungsmöglichkeit des neuen Verfahrens zur gleichzeitigen Bildung der Rillen und Verformung z. B. einer Rohrspitze als solcher.
In Abb. i ist mit a die Spitze eines Steinzeugrohres bezeichnet, die zwischen das äußere ringförmige Druckkissen b und das innere Druckkissen c eingeführt ist. Die beiden Druckkissen sind gemäß dem Ausführungsbeispiel an eine gemeinsame Zuführungsleitung d für das flüssige oder gasförmige Druckmittel angeschlossen.
Der in diesem Falle die Verformung bewirkende äußere Ringkörper b trägt auf dem der Rohrspitze zugekehrten Teil seines Umfangs die Profilierung e, welche die Formgebung bewirkt.
Diese Profilierung kann aus elastischem Werkstoff und dann aus einem Stück mit dem Druckkissen selbst oder aus einem nicht elastischen Material, wie Stahl oder Bronze, bestehen.
Im letzteren Falle ist der Profilkörper kein geschlossener Ring, sondern er besteht aus einer geeigneten Zahl von voneinander durch Spalte getrennten Segmenten, die sich beim Aufblähen des Ringkörpers b aneinander, gegebenenfalls bis zur Berührung nähern und derart die ununterbrochenen Rillen f bilden.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß, sobald das Druckmittel in die beiden Ringkörper eingeleitet wird, mit der Verformung auch automatisch die Zentrierung erfolgt.
Nach beendigter Formgebung werden die Ringkörper druckentlastet, und-das fertig geformte Rohr wird aus der Vorrichtung entfernt.
Abb.2 zeigt, wie lediglich unter umgekehrter Wirkung der beiden Ringkörper, wobei der äußere Körper c' die Abstütz- und der innere, b', die Formgebungsfunktion übernimmt, die Innenrillierung des Muffenendes g eines Steinzeugrohres hergestellt werden kann.
Bei der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Abb. 3, die hier ebenfalls zur Herstellung der Außenrillierung der Rohrspitze a dargestellt ist, sind sowohl der innere abstützende Ringkörper c" wie der äußere, die Formgebung bewirkende Ringkörper b" durch starre Ringe h' bzw. h" abgestützt und finden beim Aufblähen ein Widerlager an diesen Ringenh, h", so daß die verformendeDruckeinwirkung in noch günstigerer Weise erfolgt. Auch hierbei ist eine genaue Zentrierung nicht erforderlich, insbesondere dann nicht, wenn, wie nach dem Ausführungsbeispiel, die beiden Hohlringe b", c" an die gleiche Druckmittelquelle angeschlossen sind, weil sich dann die Drücke selbsttätig ausgleichen.
Abb.4 zeigt eine grundsätzlich gleiche Anordnung, bei der jedoch die starren abstützendenRingkörper h', 1ä' der Abb. 3 zu einem ringförmigen, oben offenen Gehäuse i vereinigt sind, an dessen Seitenflanschen k', k" sich die ringförmigen Druck-. kissen l', L" abstützen, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel so gestaltet bzw. profiliert sind, daß sie außer der durch den eingesetzten Profilsegmentring e erfolgenden Bildung der Rillierung durch ihre Teile m, m" auch gleichzeitig eine Verformung, nämlich in diesem Falle Abrundung der Rohrspitze, bewirken.
Diese Abbildung läßt auch erkennen, daß das Verfahren nicht darauf beschränkt ist, nur auf der einen Seite des Formlings eine Verformung vorzunehmen, sondern daß auch beide zwischen sich das Formstück aufnehmende aufblähbare Körper verformend wirken können. So könnte z. B. auch gleichzeitig eine Innen- und eine Außenrillierung in dieser Weise hergestellt werden.
Überhaupt sind, wie eingangs ausgeführt, die vielfältigsten Anwendungsmöglichkeiten des neuen Verfahrens unter jeweils entsprechender Anpassung der verwendeten Vorrichtungen an den im Einzelfall vorliegenden Zweck - weitgehend unabhängig von der Art des zu verformenden Werkstoffs - gegeben.
Ebenso können natürlich die zur Durchführung des neuen Verfahrens dienenden Vorrichtungen gegenüber den vorstehend beispielsweise beschriebenen in vielfacher Hinsicht abgeändert werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Fertigformung von Vorformlingen aus plastischem Werkstoff, die einander gegenüberliegende Flächen aufweisen, unter Verwendung von aufblähbaren Druckkissen,- dadurch gekennzeichnet, daß der zu verformende Körper bzw. Bereich dieses Körpers zwischen ein der gewünschten Formgebung entsprechend profiliertes, aufblähbares Druckkissen und eine Abstützung eingebracht wird, worauf das Druckkissen aufgebläht und hierdurch das Profil des Druckkissens dem abgestützten Formkörper unter Verformung desselben aufgedrückt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützkörper ebenfalls durch ein aufblähbares Druckkissen gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckkissen so ausgebildet werden, daß sie Verformungseinwirkungen auf die zur Anlage an sie kommenden Flächen des zwischen sie eingebrachten Formlings ausüben..
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckkissen an eine gemeinsame Druckmittelquelle angeschlossen werden.
5. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckkissen an verschiedenen Druckmittelquellen angeschlossen bzw. mit verschieden hohen Drücken betrieben werden.
6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des Aufblähdruckes auf den endgültigen Verformungsdruck stetig erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ,Drucksteigerung pulsierend erfolgt. B. - Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkissen auf ihren freien Außenseiten durch Widerlager abgestützt werden. 9. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch i bis 8 auf die Herstellung der Rillierungen an der Spitze bzw. den Muffen von Rohren aus keramischem Werkstoff, insbesondere Steinzeugrohren. io. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 9, gekennzeichnet durch zwei miteinander kombinierte aufblähbare Druckkissen in solcher Anordnung, daß in nicht aufgeblähtem Zustand derselben zwischen ihnen ein die Einführung des zu verformenden Körpers ermöglichender Spalt vorhanden ist. i i. Vorrichtung nach Anspruch io zur Herstellung der Spitze bzw. des Muffeninneren von Rohren, insbesondere Stei.nzeugrohren, gekennzeichnet durch zwei ringförmige Druckkissen oder ein ringfözmiges Druckkissen und einen starren Ringkörper, die einen das zu verformende Rohrende aufnehmenden Ringspalt bilden. 12. Vorrichtung nach Anspruch io oder ii, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der beiden Druckkissen an seiner dem Formling zugekehrten Seite mit einer formgebenden Oberfläche versehen ist. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die formgebende Fläche durch einen profilierten elastischen Körper gebildet ist, der vorzugsweise mit dem Druckkissen aus einem Stück besteht. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die formgebende Fläche aus entsprechend profilierten Ringsegmenten aus starrem Werkstoff, insbesondere Metall, besteht, die an dem Druckkissen derart angebracht sind, daß sie sich beim Aufblähen desselben in radialer Richtung zusammenschieben. 15. Vorrichtung nach Anspruch io bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkissen auf ihrer dem Formling abgewandten Seite durch je zwei einen starren Ring bildende Widerlager abgestützt sind. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der innen und der außen liegende Abstützring zu einem oben. -offenen Ringgehäuse verbunden sind, welches die am Abstand voneinander liegenden Druckkissen aufnimmt. 17. Vorrichtung nach Anspruch io bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Druckkissen oder beide selbst so profiliert bzw. geformt sind, dlaß sie bei ihrem Aufblähen durch ihre Oberfläche selbst verformende Einwirkungen auf den Formling ausüben. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 607424.