DE2141755C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Verformen des rohrförmigen Endes eines einseitig offenen Vorformlings - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verformen des rohrförmigen Endes eines einseitig offenen Vorformlings oder eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff unter Anbringung von Gewinde, Ringen, Nuten und anderen Profilierungen am Außendurchmesser nach Wiedererwärmung in den thermoelastischen Zustand durch Stauchen des rohrförmigen Endes von seiner Stirnseite her mittels eines in den mit den Profilierungen versehenen Teil einer mehrteiligen Blasform einfahrbaren Formkerns.

Es ist bereits bekannt, Querschnittsänderungen des rohrförmigen Endes von Hohlkörpern zur Anbringung von Kammern, Sicken und Gewinden mittels mehrfach geteilter Kerne vorzunehmen, die beispielsweise durch axiales Verschieben in radialer Richtung verstellbar sind und somit das zu verformende Rohrende in die Profilierung einer Außenform drücken. Dies stößt insbesondere bei kleinen Durchmessern auf Schwierigkeiten, da die Formteile aus verhältnismäßig kleinen, komplizierten und empfindlichen Bauteilen zusammen

gesetzt sind.

Ähnliche Nachteile gelten auch für ein ebenfalls bekanntes Verfahren zum Umformen von Kunststoffrohrenden durch Aufweiten mittels umlaufender, sich an einem axial verschiebbaren Kegel abstützender Rollen. Die Unterbringung der Formteile ist bei kleinen Rohrdurchmessern schwierig; außerdem benötigt der Aufweitvorgang eine längere Zeit, was große Ausstoßleistungen erschwert.

Außerdem ist ein Verfahren bekannt, bei dem das erwärmte Rohrende auf einen Dorn gesteckt und ein Wandungsabschnitt des Rohres mittels eines axial verschiebbaren Werkzeuges gestaucht wird, wobei an der Stauchstelle der zu verformende Kunststoff unter Faltenbildung in einen Formhohlraum gedrückt wird. Hieran ist besonders nachteilig, daß sich bei geringer Wandstärke im Verhältnis zum Durchmesser die Faltung nur wenig genau durchführen läßt. Häufig bilden sich an der Stauchstelle zusätzliche Falten, die das Aussehen verschlechtern.

Weiterhin ist es bekannt, das Rohrende eines in einer Außenform gehalterten Rohres mittels eines axial verschiebbaren, das Rohrende von seiner Stirnfläche her aufweitenden Domes in die gewünschte Querschnittsform aufzuweiten. Dabei lassen sich jedoch keine genauen Querschnittsformen herstellen. Auch die Formenvielfalt ist begrenzt, da der Dorn keine Hinterschneidungen aufweisen darf.

Ferner ist es bekannt, in das Rohrende einen Ringkörper aus elastisch verformbarem Werkstoff einzusetzen und durch axiales Zusammenpressen oder radiales Aufweiten des Ringkörpers die Rohrwandung mit Sicken oder dergleichen zu versehen. Auch dieses Verfahren erfüllt allein nicht alle Anforderungen an eine schnelle und genaue Querschnittsumformung im Hinblick auf eine Massenfertigung.

Bei einem anderen bekannten Verfahren (US-PS 35 31 556) wird der schlauchförmige Vorformling in eine Blasform extrudiert. Nach Schließen der Blasform wird der Blasdorn in den Schlauch eingesetzt und durch axiale Verschiebung eines Formstückes das Rohrende umgeformt, wobei der Schlauch zwischen einem ringförmigen Vorsprung und dem Blasdorn gehalten wird. Die Umformung des Schlauchendes erfolgt nicht abfallfrei.

Bei einer ebenfalls bekannten Umformung des rohrförmigen Endes eines Vorformlings (US-PS 33 11 950) weist die Blasform einen ringförmigen Vorsprung auf, an dem sich der in die Blasform extrudierte Schlauch abstützt, so daß sich der Schlauch beim anschließenden Einfahren des Blasdorns nicht nach unten axial verschieben kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das rohrförmige Ende des Vorformlings abfallfrei umzuformen und die erforderlichen Profilierungen mit hoher Genauigkeit und rascher auszubilden.

Diese Aufgabe ist bei dem Verfahren der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß durch die Kombination der Merkmale gelöst, daß das auf dem Formkern befindliche rohrförmige Ende vor dem Stauchen auf der dem Formkern abgekehrten Seite der Profilierungen beim Schließen der Blasform in an sich bekannter Weise mittels eines nach innen vorstehenden Ringes ringförmig eingeschnürt wird, das Stauchen des rohrförmigen Endes gegen die Einschnürung erfolgt und die Profilierungen durch radiales Aufweiten des rohrförmigen Endes mittels eines Druckmittels ausgeformt werden.

Das Schließen der Blasform erfolgt demnach gegen das auf dem Formkern befindliche rohrförmige Ende, wodurch im Bereich des Ringes der Vorformling zuverlässig eingeschnürt wird. Gleichzeitig erfährt das Rohrende eine Abkühlung, die eine zunehmende Verfestigung im Bereich der Einschnürung bewirkt, so daß das Rohrende insbesondere beim anschließenden Stauchen zum Umformen festgehalten wird. Während der Umformung ist die Einschnürung des Rohrendes im Ringbereich die einzige Halterung des Vorformlings, der auf beiden Seiten der Einschnürung weitgehend unabhängig voneinander umgeformt werden kann, nämlich auf der einen Seite zum Anbringen einer Profilierung und auf der anderen Seite zum Aufblasen des Hohlkörpers in die endgültige Gestalt. Das Umformen des rohrförmigen Endes durch den Formkern erfolgt abfallfrei, so daß kein überschüssiges Material in die Trennfugen der Formhälften austritt und keine Grate gebildet werden, die nachträglich entfernt werden müssen.

Das Ausformen der Profilierungen wird durch Zuführen von Druckmittel unterstützt, durch das das thermoplastische Material in die entsprechenden Profilierungen der Formteile hineingedrückt wird. Die Einschnürung bewirkt in vorteilhafter Weise eine Abdichtung des Rohrendes, das Druckmittel nicht in die andere Hälfte des Vurformlings ausblasen kann Durch das Druckmittel bildet sich vielmehr ein Hohlraum zwischen der inneren Rohrwandung und dem Formkern, so daß auch bei einer tiefen Profilierung die Wandstärke des Rohrendes verhältnismäßig gering gehalten werden kann. Um auch feine Profilierungen ausformen zu können, weist das Druckmittel einen gegenüber dem üblichen Blasdruck erhöhten Druck auf. Insbesondere ist es zweckmäßig, dem Blasrohr einen kurzen Druckstoß zum Ausformen des Rohrendes zuzuführen, diesen Druckstoß jedoch ganz oder überwiegend aus dem eigentlichen Blasraum des Vorformlings mit geeigneten Mitteln fernzuhalten. Dies kann durch eine geeignete Ausbildung des Blasrohrendes erzielt werden. Die Stauchbewegung des Formkerns und die Zuführung des Druckmittels erfolgen gleichzeitig, so daß der Verformungsvorgang sehr schnell erfolgt. Die gesamte Umformungszeit ist ohnehin im wesentlichen durch die Kühlzeit und den Erstarrungspunkt bestimmt, und der Stauchvorgang durch den Formkern allein ist deshalb nicht immer ausreichend, die Umformung zur Gänze herbeizuführen. Mit Hilfe des Druckmittels läßt sich so insbesondere in den Fällen, in denen die anzubringende Profilierung ein größeres Volumen aufweist, ein entsprechend großer Hub des Formkerns und eine unnötig große Wandstärke des rohrförmigen Endes vermeiden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einer mehrteiligen Blasform mit Ausnehmungen für den Körperteil des Hohlkörpers und für eine Profilierung seines Halsteiles, wobei in dem mit Profilierung versehenen Halsabschnitt der Blasform ein zur Einschnürung dienender, nach innen vorstehender Ring vorgesehen ist, und aus einem in den Halsaus;- (,0 schnitt gleitend geführten, eine Preßschulter zum Zusammendrücken des rohrförmigen Endes aufweisenden Formkern, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ring zwischen den Ausnehmungen für die Profilierungen in dem Halsabschnitt und denen für den Körperteil (15 angeordnet ist und der Formkern zwischen dem Ring und dem Rohrende mit Austrittsöffnungen für ein flüssiges oder gasförmiges Druckmittel versehen ist.

Damit erfolgt die Zufühnjng des Druckmittels in sehr einfacher Weise.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Blasform mit Blasdorn und Formkern, der sich in seiner AnfangssteJ-lung befindet,

F i g. 2 einen Schnitt durch die Blasform längs der linie H-II in Fig. 1 und

F i g. 3 die in F i g. 1 dargestellte Blasform mit dem Formkern in seiner Endsteliung.

Ein rohrförmiger Vorformling 1 ist zwischen zwei Blasformhälften 4 und 5 eingeschlossen. An dem Blasdorn 3 ist ein Halsformteil 2 verschiebbar gelagert, das mit einem Formkern 7 in das offene Rohrende des Vori'ormlings 1 hineinreicht Der in das Rohrende hineinragende Formkern 7 ist leicht konisch ausgebildet und weist einen Steigungswinkel von 0,2 bis 1.5 Grad, vorzugsweise von etwa 0,7 Grad, auf. Der Formkern 7 ist ferner mit einer Preßschulter 8 versehen, welche die spätere Stirnfläche der Hohlkörperöffnung formt und auf der zunächst der Vorformling 1 steht. An den Blasformhälften 4 und 5 ist ein Ring 6 angeformt, der einen um zwei bis zehn Prozent, vorzugsweise etwa fünf Prozent kleineren Durchmesser als der Ausgangsdurchmesser des Vorformlings aufweist. An die Preßschulter 8 schließt sich ein zylindrischer Abschnitt 9 an, der spielfrei von den Blasformhälften 4 und 5 umschlossen wird. Gemäß Fig.? ist der Ring 6 in der Teilungsebene der Blasformhälften 4 und 5 mit abgerundeten Ausnehmungen 10 versehen, in die beim Schließen der Blasformhälften 4, 5 und Einschnüren des Rohrendes zwischen dem Ring 6 und dem Formkern 7 Kunststoffmaterial eintreten kann, so daß die Teilungsebene von Kunststoffmaterial frei bleibt. Die Blasformhälften 4, 5 sind ferner mit Profilierungen 12 und 14 in Form von Ringen, Gewindegängen od. dgl. versehen.

Nach dem Schließen der Blasformhälften 4, 5 und Einschnüren des Rohrendes zwischen dem Ring b und dem Formkern 7 wird das Halsformteil 2 mit dem Formkern 7 in axialer Richtung verschoben, wodurch das Rohrende verformt wird und Kunststoffmaterial in die Profilierungen 12,14 gedruckt wird. Die Preßschulter 8 vermittelt eine abfallfreie und gratfreie Ausbildung der Stirnfläche des Hohlkörpers. Bei diesem Formvorgang wird das Rohrende durch die Einschnürung festgehalten, wobei in diesem Bereich das Rohrende bereits eine Abkühlung und damit zunehmende Verfestigung erfahren hat. Zusätzlich kann eine Kühlung der Blasformhälften 4,5 vorgesehen sein.

Der Blasdorn 3 sowie der Formkern 7 sind ferner mit Austrittsöffnungen 16 für ein Druckmittel versehen. In der in F i g. 3 dargestellten axialen Endlage des Formkerns 7 befinden sich die Austrittsöffnungen 16 etwa in Höhe der Profilierung 14 größten Volumens. Das Druckmittel hat einen gegenüber dem üblichen Blasdruck erhöhten Druck, um auch feine Profilierungen ausformen zu können. Durch Zuführen des Druckmittels gleichzeitig mit dem Hub des Formkerns wird das Rohrende in die Profilierungen 12,14 der Blasformhälften 4,5 gedrückt, wobei sich ein ringförmiger Hohlraum 15 an der Innenseite des Rohrendes ausbildet.

Das Druckmittel wird vorzugsweise über mehrere schar'kantige öffnungen zugeführt. Dadurch ist eine bessere Verteilung des Druckmittels gewährleistet. Ferner sind die Austrittsöffnungen 16 vorzugsweise von sehr kleinem Durchmesser. Dadurch kann der thermoplastische Kunststoff in seinem thermnplastkrhpn

Zustand nicht in die öffnungen eindringen.

Ferner ist es zweckmäßig, den Formhohlraum mindestens so lange mit einem verminderten Druck, bspw. dem zur Anwendung gelangenden Blasdruck zu beaufschlagen, bis der thermoplastische Kunststoff an den Vorrichtungsteilen — wenigstens an der Oberfläche — unter den Erstarrungspunkt abgekühlt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verformen des rohrförmigen Endes eines einseitig offenen Vorformlings oder eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff unter Anbringung von Gewinde, Ringen, Nuten und anderen Profilierungen am Außendurchmesser nach Wiedererwännung in den thermoelastischen Zustand durch Stauchen des rohrförmigen Endes von seiner Stirnseite her mittels eines in den mit den Profilierungen versehenen Teil einer mehrteiligen Blasform einfahrbaren Formkernes, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß >5

a) das auf dem Formkern befindliche rohrförmige Ende vor dem Stauchen auf der dem Formkern abgekehrten Seite der Profilierungen beim Schließen der Blasform in an sich bekannter Weise mittels eines nach innen vorstehenden Ringes ringförmig eingeschnürt wird,

b) das Stauchen des rohrförmigen Endes gegen die Einschnürung erfolgt und

c) die Profilierungen durch radiales Aufweiten des rohrförmigen Endes mitteis eines Druckmittels ausgeformt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer mehrteiligen Blasform mit Ausnehmungen für den Körperteil des Hohlkörpers und für eine Profilierung seines Halsteiles, wobei in dem mit Profilierung versehenen Halsabschnitt der Blasform ein zur Einschnürung dienender nach innen vorstehender Ring vorgesehen ist, und aus einem in dem Halsabschnitt gleitend geführten, eine Preßschulter zum Zusammendrükken des rohrförmigen Endes aufweisenden Formkern, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (6) zwischen den Ausnehmungen für die Profilierungen in dem Halsabschnitt und denen für den Körperteil angeordnet ist und der Formkern (7) zwischen dem Ring (6) und dem Rohrende mit Austrittsöffnungen (16) für ein flüssiges oder gasförmiges Druckmittel versehen ist.