DE2633050A1 - Verfahren zum herstellen von fittings aus kunststoffmaterial und spritzgussform zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Verfahren zum herstellen von fittings aus kunststoffmaterial und spritzgussform zur durchfuehrung dieses verfahrens

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DE2633050A1 DE19762633050 DE2633050A DE2633050A1 DE 2633050 A1 DE2633050 A1 DE 2633050A1 DE 19762633050 DE19762633050 DE 19762633050 DE 2633050 A DE2633050 A DE 2633050A DE 2633050 A1 DE2633050 A1 DE 2633050A1
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Description

0ATEiMl ANWÄLTE
SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS
MÜNCHEN 9O, MARIAHILFPLATZ 2 & 3 O fi ^ O f| C Γ POSTADRESSE: D-8 MÜNCHEN 95, POSTFACH 95 O1 6O tWVVVvl DIPL. CHEM. DR, OTMAR DITTMANN (Τ1β75) KARL LUDWIG SCHIFF DIPL. CHEM. OR, ALEXANDER V. FÜNER DIPL. ING. PETER STREHL DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF DIPL. ING. DIETER EBBINQHAUS TELEFON (OSQ) 48 QOO*
ANTON ANGER telex s-23ces auro d
TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN MASCHINENBAU GESELLSCHAFT M.B.H.
in Linz DA-17074
DE/bi 22. Juli 1976
Verfahren zum Herstellen von Fittings aus Kunststoffmaterial und Spritzgußform zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Fittings aus Kunststoffmaterial, die wenigstens eine Muffe mit einer Ringrille zur Aufnahme einer Dichtung aufweisen, im Spritzgießverfahren in einer entsprechenden Form, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit einer zwei- oder mehrteiligen Außenform und einem Formkern, die miteinander ein die Form des Fittings bestimmendes Formnest einschließen.
Kunststoff-Fittings mit einer Muffe, die eine Ringrille oder Nut zur Aufnahme eines Dichtungsringes aufweisen, sind z.B. in Form von Rohrabzweigern, Kniestücken, Reduktionsstücken u. dgl. bekannt. Bei der. Herstellung ergeben sich Schwierigkeiten bzw. Probleme beim Ausformen der Ringrille, wobei dann, wenn das Fitting im Spritzgießverfahren hergestellt wird, bisher grundsätzlich mehrere Arbeitsschritte für die Herstellung der Ringrille und des dazugehörigen Muffenbereiches notwendig sind.
Bei einem bekannten Verfahren erhält die Muffe bei der Herstellung als Spritzgußteil im Bereich der Mut zunächst einen massiven Wulst, in den nach der Entformung in einem gesonderten Arbeitsgang eine Rille eingedreht oder eingefräst wird.
Bei einem anderen Verfahren wird zunächst im Spritzgießverfahren eine Muffe mit rohrförmigem, glattem, zylindrischem Endstück hergestellt und dieses Endstück wird später beispielsweise in einem Aufblasverfahren mit einer Ringrille versehen. Hier kann das Aufblasen entweder in einer gesonderten Blasform oder bei einer entsprechend ausgestatteten Spritzgußmaschine auch nach erfolgter Verstellung der
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Spritzgußform in dieser in einem gesonderten Arbeitsschritt durchgeführt werden.
Schließlich ist es auch bekannt, im Spritzgußvorgang eine gegen ihr Ende abgesetzt erweiterte Muffe herzustellen und das Außenende dieser Erweiterung in einem später folgenden Arbeitsschritt so einzuziehen, daß wieder eine auch als Ringkammer oder Ringnut bekannte Ringrille für die Aufnahme einer Dichtung entsteht.
Bei dem Verfahren gemäß der Er fingung besteht dieses darin, daß die Muffe bzw. das gesamte Fitting im wesentlichen in der Endform mit der Ringrille im Spritzgießverfahren hergestellt und anschließend der bzw. die in die Ringrille eingreifenden Formteile bei noch in plastisch-elastisch verformbarem Zustand be- fendlicher Muffe unter elastischer Aufweitung des der Ringrille benachbarten Muffenendes in Axialrichtung der Muffe herausgezogen werden.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die meisten zu Fittings zu verarbeitenden Kunststoffe, meist Thermoplaste, unmittelbar nach der Verarbeitung in der Spritzgußmaschine und bei einem bestimmten Temperaturbereich eine besonders hohe Eigenelastizität besitzen, so daß beim Herausziehen des entsprechenden Formteiles aus der Ringrille eine elastische Verformung des entsprechenden Muffenteiles möglich ist, dieser Muffenteil also nach dem Herausziehen des Formteiles wieder die Ursprungs form annimmt. Der beschriebene Vorgang kann durch gezielte örtliche Abkühlung bzw. Erwärmung und durch das Einblasen von Druckluft unterstützt werden. Erfindungsgemäß wird also die Muffe in einem Arbeitsgang fertiggestellt, wodurch sich eine
wesentliche Vereinfachung in der Gesamtherstellung ergibt und eine genauere Einhaltung der gewünschten Endform als bei den bisherigen Verfahren möglich ist.
Zur Durchführung des Verfahrens wird insbesondere eine Spritzgußform der eingangs genannten Art verwendet/ welche sich dadurch auszeichnet, daß der mit seinem übrigen Teil die Innenkontur der Muffe bzw. des Fittings bestimmende Formkern in einem der Ausformung eines eine Ringrille enthaltenden Muffenendes dienende Bereich abgesetzt und als Führung für eine den Kern für dieses Ende bildende, eine die Ringrille bestimmende Ringrippe tragende Kernhülse od. dgl. ausgebildet ist, die nach dem Spritzgieß Vorgang für sich in Kern längsrichtung verschiebbar und damit aus dem Muffenende herausziehbar ist und vorzugsweise für die Außenkontur dieses Muffenendes bzw. der Ringrille ab dem den größten Außendurchmesser aufweisenden Bereich ebenfalls ein eigener, für sich verstellbarer Formteil vorgesehen ist.
Anstelle einer Kernhülse können auch zwei oder mehrere, miteinander einen hülsenartigen Teil bildende und für sich nacheinander verschiebbare Hülsensegmente vorgesehen sein. In Sonderfällen kann die Außenkontur des Muffenendes auch unmittelbar von der Außenform bestimmt werden. Vorzugsweise ist der die Außenkontur des Muffenendes bestimmende Formteil als auf der Kernhülse geführte Hülse ausgebildet, mit einem Stelltrieb verbunden und mit Mitnehmern für die Kernhülse versehen, so daß er beim Ausziehen die Kernhülse erst nach Freigabe der Außenseite des Muffenendes
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mitnimmt und damit dessen elastische Erweiterung beim Hindurchziehen der Ringrippe der Kernhülse nicht behindert.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Spritzgußverfahrens liegt darin, daß die beim Herausziehen der Formteile zur Verformung gelangenden Muffenteile auf einer höheren Temperatur als die übrigen Muffenteile gehalten werden können, so daß sie leichter verformbar sind und nach dem Herausnehmen der Formteile durch ihr thermisches Rückstellungsvermögen in die Ursprungs form zurückkehren, Die entsprechend ausgebildete Form zeichnet sich dadurch aus, daß für die Ringrippe bzw. den die Außenkontur des Muffenendes bestimmenden Formteil eine regelbare Heizeinrichtung vorgesehen ist.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert/ es zeigt:
Fig» 1 - 3 s Die Spritzgußform in verschiedet.on Arbeitsstellungen des Verfahrens
Fig. 4t Die Spritzgußform nach Fig. 1-3 ohne zusätzliche Heizeinrichtung
Fig» 5s Eine Seitenansicht einer Spritzgußmaschine mit erfindungsgemäßer Form
Fig» 6: Einen Schnitt durch Fig. 5 in Richtung A-A
In der Zeichnung sind in den Fig. 1 bis 3 jeweils die wesentlichen Teile einer Spritzguß form in drei verschiedenen Arbeitsstellungen im Teillängsschnitt veranschaulicht, wobei jeweils nur die obere Formhälfte dargestellt ist und alle Nebenaggregate weggelassen wurden.
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Es sei angenommen, daß die Spritzguß form aus zwei Formhälften 1 besteht, die nach einer normal zur Zeichenebene liegenden, beispielsweise mit der Kernachse 2 zusammenfallenden Ebene geteilt werden können. Für diese Außenform 1 ist ein Formkern 3 vorgesehen. Der Großteil eines herzustellenden Fittings wird in einem nicht dargestellten, links an die in der Zeichnung sichtbaren Teile anschließenden Bereich der Form 1,3 hergestellt, in welchem Bereich auch die zur Spritzgußmaschine 23 führenden Einlasse vorgesehen sind.
Somit wurde nur jener Bereich der Spritzguß form dargestellt, der zur Ausformung einer Endmuffe 4 des Fittings mit anschließender Ringrille 5 dient. Die Ringrille 5 nimmt normalerweise eine Dichtung auf. Am Muffenende ist noch ein kurzer Stützforteatz 6 ausgebildet.
In Fig. 1 wurde die Form in der Spritzgußstellung dargestellt. Dabei sind die Formhälften 1 zusammengefahren, der Kern 3, eine Kernhülse 7 und eine Formhülse 8 nehmen die dargestellte Lage ein und sind durch zusammenwirkende Anschlagflächen 9, 10 und einen in eine- Ringnut 11 an der Oberseite der Formhülse 8 eingreifenden halbringförmigen Keil 12, der mit der oberen Formhälfte 1 in Verbindung steht, in der gegenseitigen Relativlage festgelegt. Anstelle des vorgesehenen Keiles 12 kann auch bei entsprechender Auslegung der hydraulischen Zuhaltevorrichtung 24 der Kern 8 allein durch die entsprechend dimensionierte Zuhaltekraft in seiner Arbeitsposition gehalten werden; der Keil 12 ist in diesem Falle überflüssig.
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Eine Ringrippe 13 an der Kernhülse 7 bestimmt die Innenkontur der Ringnut 5. Die Außenkontur dieser Ringnut wird ab dem den größten Durchmesser aufweisenden Bereich, ebenso wie die Außenkontur des Teiles 6, zum Beispiel von einem Ringeinsatz 14 der Formhülse 8 bestimmt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1-3 ist für diesen Ringeinsatz eine in der Hülse 8 angebrachte ringförmige Beheizungseinrichtung 22, vorzugsweise ein elektrischer Widerstandsheizkörper, vorgesehen. Im Bereich des Ringeinsatzes
14 können Thermoelemente od. dgl. vorgesehen sein, die über entsprechende Regler den Ringeinsatz auf Einhaltung einer vorbestimmten Temperatur steuern. Es wäre auch möglich, entsprechende Heizeinrichtungen in der Ringrippe 13 vorzusehen.
Der Spritzgießvorgang wird in der in Fig. 1 dargestellten Lage durchgeführt. Nachher wird die Formhülse 8 über einen mit ihr verbundenen Flansch
15 und eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung nach rechts verstellt, bis der Anschlag 16 des Teiles 14 und der Gegenanschlag 17 in der Hülse sich berühren, so daß die Stellung nach Figt 2 erreicht ist, in der die Außenkontur des Muffenendes freigegeben ist. Die erwähnte Verstellung ist erst nach entsprechendem Auseinander fahren der Formhälften 1 und Austritt des Keiles 12 aus der Ringnut 11 möglich.
Sind Heizeinrichtungen 22 vorgesehen, kühlt das eingespritzte Material zwar auch ab, wird aber nach erfolgter Abkühlung durch die Heizeinrichtung 22 im. Bereich der Ringrippe auf eine höhere
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Temperatur gebracht bzw. gleich beim Einspritzvorgang an einer stärkeren Abkühlung gehindert. Für PVC stellt man beispielsweise bereits beim Einspritzvorgang die Temperatur des Teiles 14 auf etwa 80 bis 120 C ein, sodaß es in diesem Bereich zwar zu einer geringen Abkühlung und vor allem zu einer Orientierung der Kunststoff·' moleküle entsprechend dem Formspalt, aber zu keiner Erhärtung bzw. Aushärtung kommt.
Wird nun aus der Stellung nach Fig. 2 die Formhülse 8 weiter nach rechts in die Lage nach Fig. 3 verstellt, dann tritt, da der Anschlag 16 über den Gegenanschlag 17 die Hülse 7 mitnimmt, die Ringrippe 13 unter elastischer Verformung des Muffenendes aus der Ringnut 5 heraus. In der Lage nach Fig. 3 stützt ein Bund 18 des Teiles 7 den Muffenteil 6 ab. In dieser Lage bleibt die Form stehen, bis eine ausreichende Verfestigung des Spritzgußteiles stattgefunden hat. Der Ansatz verhindert ein Schrumpfen des Teiles 6 unter den Solldurchmesser.
In weiterer Folge und nach Erhärtung der Teile und 6 wird der Formkern 3 mittels eines mit einem Bund 19 am Ende des abgesetzten Teiles 20, der der Führung der Hülsen 7 und 8 dient, zusammenwirkenden Anschlages 21 der Hülse 8 weiter aus den Formhälften 1 herausgezogen. Schließlich wird der Spritzgußteil4vom Formkern 3 abgezogen. Beim nachfolgenden Einfahren drücken die Anschläge 9, 10 die Hülsen 7, 8 und den Formkern wieder in die in Fig. 1 dargestellte Relativstellung zu den Formhälften 1 und damit in die einen neuen Spritzgießvorgang ermöglichenden Positionen.
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Zur rascheren Abkühlung des Teiles 5 und 6 kann auch eine Preßluftdus.che eingesetzt werden, die durch die Außenform 1 an das Formnest herangeführt ist.
Die- Spritzgießmaschine 23 besteht im wesentlichen aus der Schließeinheit 25 und der Einspritzeinheit 26 sowie der hydraulischen Zuhaltevorrichtung für die Form 1.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Herstellung von Fittings beschränkt, sondern kann mit Vorteil überall dort Anwendung finden, wo insbesondere tiefe Hinterschneidungen an hohlzylindrischen oder sonstigen Hohlkörpern im Urformprozeß zu erzeugen sind, zum Beispiel Lüftungskanäle, im Behälterbau usw.
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Claims (10)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von Fittings od. dgl., die wenigstens eine Muffe mit einer umlaufenden Hinter schneidung aufweisen, deren Tiefe zumindest gleich der, insbesondere aber wesentlich größer als die Wandstärke des Fittings ist, wobei der Fitting mitsamt der Muffe aus Kunststoff, insbesondere Thermoplasten im Urformprozeß in einer die Außen- und Innenkontur bestimmenden Form mit Formkern erzeugt und in der Form auch die Hinterschneidung angebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterschneidung unmittelbar durch Einbringen der Formmasse in das entsprechend ausgebildete Formnest zwischen Form und Formkern hergestellt, dann der Formling auf den thermoelastischen Zustandbereich der Formmasse temperiert und/ solange sich die Formmasse in diesem Zustand befindet, das der Hinterschneidung näher liegende Ende des Formlings in der Außenkontur freigegeben sowie der die Hinterschneidung bestimmende Teil des Formkernes herausgezogen wird, wobei sich wegen der thermoplastischen Verformbarkeit des Formlings das dabei temporär aufgeweitete Muffenende zurückverformt, wonach der gesamte Formling entformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Herausziehen des die Hinterschneidung bestimmenden Teiles des Formkernes 'der Formling in den nicht hinterschnittenen Bereichen bis zu seiner Abkühlung auf die Erstarrungstemperatur zumindest an seiner Innenseite vom Formkern unterstützt und erst dann vollständig ent formt wird.
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AA
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- /DO O UO U kennzeichnet, daß die beim Herausziehen der die Hinterschneidung bestimmenden Teile des Formkernes zur Verformung gelangenden Teile auf einer dem thermoelastischen Zustandsbereich entsprechenden höheren Temperatur als die übrigen Teile des Formlings gehalten werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während des Ziehens des die Hinterschneidung bestimmenden Teiles des Formkernes zwischen Formkern und Formling ein Druckluft film erzeugt wird.
5. Spritzgußform zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer zwei- oder mehrteiligen Außenform und einem Formkern, die miteinander ein die Form des Fittings bestimmendes Formnest einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß der mit seinem übrigen Teil die Innenkontur der Muffe (4) des Fittings bestimmende Formkern in einem der Ausformung eines eine z.B. als Ringrille (5) ausgebildete Hinterschneidung enthaltenden Muzfenendes dienenden Bereich (20) abgesetzt und als Führung für eine den Kern für dieses Ende bildende, eine die Hinterschneidung bestimmende Ringrippe tragende Formkernhülse od. dgl. (7) ausgebildet ist, die nach dem Spritzgießvorgang für sich in Kernlängsrichtung verschiebbar und damit aus ■dem Muffenende herausziehbar ist.
6. Spritzguß form nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Außenkontur des die Hinterschneidung aufweisenden Muffenendes (6) bzw. der Hinterschneidung ab dem den größten Außendurchmesser aufweisenden Bereich ein eigener für sich verstellbarer Teil (8) der Außenform vorgesehen ist.
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7. Spritzgußform nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Außenkontur des die Hinterschneidung aufweisenden Muffenendes bestimmende Teil der Außenform (8, 14) als auf der Kernhülse (7) bzw. dem abgesetzten Bereich des Kernes (3) geführte Hülse ausgebildet, mit einem Stelltrieb verbunden und mit Mitnehmern (10, 16) für die Kernhülse (7) versehen ist, so daß er bei seinem Ausziehen die Kernhülse erst nach Freigabe der Außenseite des Muffenendes mitnimmt.
8. Spritzgußform nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkernhülse (7) einen im Forminneren an die Ringrippe (13) anschließenden Verlängerungsbund (18) od. dgl. zur Abstützung des freien Muffenendes nach dem Herausziehen der Ringrippe aus der Hinterschneidung aufweist.
9. Spritzgußform nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ringrippe (13) bzw. den die Außenkontur des Muftonendes im Hinterschneidungsbereich bestimmenden Formteil (14) eine regelbare Heizeinrichtung vorgesehen ist.
10. Spritzguß form nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Formkernhülse in ihren Formflächen mündende Druckluftleitungen enthält.
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