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SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS
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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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