Konstruktion leckagefreier Schottverschraubungen: Eine Komplettlösung im Spritzgussverfahren

In Systemen zur Flüssigkeitsführung – ob für industrielle Chemikalientanks, Aquarien oder Wasseraufbereitungsanlagen – spielt die Schottverschraubung (oft auch Tankadapter genannt) eine entscheidende Rolle. Sie ermöglicht das sichere Durchführen von Rohrleitungen durch die Behälterwand ohne Leckagen.

Obwohl es wie ein gewöhnliches Sanitärbauteil aussieht, sind die Fertigungsanforderungen hoch. Eine Schottverschraubung benötigt eine Hochdruckdichtung, weshalb die strukturelle Integrität des Gewindes und die Planheit des Flansches unerlässlich sind.

Eine funktionelle Schottverschraubung ist ein Montagesystem, das aus drei Hauptkomponenten besteht:

1. Der Körper: Durchdringt die Tankwand.

2. Die Kontermutter: Sichert das Gehäuse an der Wand.

3. Die Unterlegscheibe/Dichtung: Sie bildet die Gleitlagerfläche und sorgt für die wasserdichte Abdichtung.

Bei Spark Mould haben wir ausgereifte Werkzeuglösungen für diese spezielle Produktlinie entwickelt. Wir haben bereits Dutzende von Formensätzen erfolgreich an führende Hersteller von Bewässerungs- und Sanitärzubehör in den USA geliefert.

• Materialkompetenz: Wir sind erfahren in der Verarbeitung schwieriger Materialien, darunter PVC, CPVC (für hohe Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit) und glasfaserverstärktes Polypropylen (PP+GF).
• Größenbereich: Unser Werkzeugportfolio deckt das gesamte Spektrum ab, von kleinen 1/2-Zoll-Fittings bis hin zu massiven 4-Zoll-Industrieadaptern.
• Normenkonformität: Wir halten uns strikt an die NPT-Gewindenormen (National Pipe Taper), um die Kompatibilität mit dem US-Markt zu gewährleisten.

Um unsere technische Logik zu veranschaulichen, wollen wir ein konkretes Projekt, das wir kürzlich abgeschlossen haben, genauer betrachten: eine 2-Zoll-Schottverschraubung aus glasfaserverstärktem PP.

Das Gehäuse ist die Kernkomponente. Für diese spezielle Ausführung benötigte der Kunde Innengewinde an beiden Anschlüssen (FIPT x FIPT), was den Auswurfvorgang verkomplizierte.

Teilematerial: PP + 25% Glasfaser (GF)

Hohlraumanordnung: 1 * 4 Hohlräume

Stahl: H13 (gehärtet auf HRC 48-52)

Einspritzsystem: YUDO Offener Heißkanal

Schimmelstandard: DME

Technischer Hinweis: Wir verwendeten ein YUDO-Heißkanalsystem, um die Schmelzetemperatur konstant zu halten und Angussverluste zu reduzieren. Anschließend wechselten wir zu einem Kaltkanalsystem für eine präzise Angussbalance. Detaillierte Fallstudie zur Trennwandform .

Formstrukturanalyse: Beidseitiges Entschrauben und Schieberfunktion. Diese Form verfügt über ein ausgeklügeltes, beidseitiges automatisches Entschraubungssystem zur Bearbeitung der Innengewinde an beiden Enden des Formstücks. Der Entformungsablauf ist präzise.

• Entriegelung von der Kavitätsseite: Beim Öffnen der Form wird der Entschraubungsmechanismus an der fixierten Hälfte (Vorderteil der Form) aktiviert. Der Gewindekern dreht sich und zieht sich nach hinten zurück, wodurch er sich sauber vom vorderen Innengewinde löst.
• Externe Freigabe: Gleichzeitig treiben abgewinkelte Führungsstifte die seitlichen Schieber (Halbblöcke) nach außen und geben so die äußere Geometrie und eventuelle Außengewinde/Hinterschnitte frei.
• Kernseitiger Auswurf: Schließlich beginnt sich der Gewindekern auf der beweglichen Hälfte (Platte B) zu drehen. Anders als bei einer herkömmlichen Abstreifplatte wirkt diese Drehung als Auswurfkraft, die das Werkstück effektiv vom Kern abschraubt und ausstößt.

Dies ist das Highlight dieses Projekts. Anstelle eines herkömmlichen Abschraubmechanismus haben wir eine fortschrittlichere Lösung für die Mutter implementiert, um die Zykluszeit zu verkürzen.

Teilematerial: PP + 25% Glasfaser (GF)

Hohlraumanordnung: 1 * 4 Hohlräume

Stahl: H13 (gehärtet auf HRC 48-52)

Torart: Seitentor (Randtor)

Schimmelstandard: DME

Formstrukturanalyse: Zur Optimierung der Zykluszeit verwendeten wir eine Konstruktion mit zusammenklappbarem Kern anstelle des herkömmlichen Abschraubens. Weitere Details finden Sie in diesem Artikel ( Form für Sechskantmuttern von Schottverschraubungen).).

• Die Konstruktion: Der Gewindekern ist in mehrere unabhängige Schieber unterteilt, die jeweils über präzise Schwalbenschwanznuten mit dem zentralen Hauptbolzen verbunden sind.
• Auswurf (Zusammenklappen): Beim Öffnen der Form und dem Vorschieben der B-Platte bewirkt die Relativbewegung, dass die segmentierten Schieber radial entlang der Schwalbenschwanzführungen nach innen zusammenklappen. Diese sofortige Kontraktion löst die Gewinde vom Kunststoffteil, ohne dass eine Rotation erforderlich ist.
• Der Reset: Beim Zurückziehen (Zurückziehen der B-Platte) treibt der Mittelstift die Schieber wieder nach außen und spreizt sie in ihre ursprüngliche Position, bereit für den nächsten Einspritzzyklus.

Die Unterlegscheibe dient als Reibungsring zwischen der Mutter und der Tankwand und ermöglicht so ein festes Anziehen der Mutter, ohne dass die Gummidichtung zusammengedrückt wird.

Teilematerial: PP + 25% Glasfaser (GF)

Hohlraumanordnung: 1 * 4 Hohlräume

Stahl: H13 (gehärtet auf HRC 48-52)

Torart: Seitentor

Schimmelstandard: DME

(Anmerkung: Wir stellen die Gummidichtungen auch im Kompressionsformverfahren her, hier konzentrieren wir uns jedoch auf die starre Kunststoffscheibe).

Formstrukturanalyse: Planares Open-Shut-Design Da die Reibscheibe ein flaches Bauteil ohne Hinterschneidungen oder Gewinde ist, verwendet die Form eine einfache planare Struktur (gerade Trennlinie).

Einfachheit: Die Konstruktion basiert auf einem Standard-Zweiplattensystem. Da keine Schieber oder Schraubmechanismen benötigt werden, liegt der Fokus auf effizienter Kühlung und gleichmäßigem Auswurf, um sicherzustellen, dass die Waschtrommel perfekt plan und verzugsfrei bleibt.

Warum ist die Formgenauigkeit bei Schottverschraubungen so entscheidend? Das liegt am NPT-Gewindestandard.

Im Gegensatz zu geraden Gewinden sind NPT-Gewinde konisch. Die Abdichtung erfolgt durch die Presspassung der Gewindeflanken beim Anziehen. Weicht das Gewindeprofil der Form auch nur geringfügig aufgrund von Stahlabrieb (durch Glasfasern) oder mangelhafter Bearbeitung ab, ist der Eingriffsweg beim handfesten Anziehen nicht korrekt. Dies führt entweder dazu, dass die Verschraubungen zu früh aufsitzen (und somit undicht werden) oder dass die Innengewindebohrung aufgrund von Überbeanspruchung bricht. Wir prüfen jedes Gewinde vor dem Versand mit kalibrierten Gewindelehren.

Die Herstellung eines Schottverschraubungssatzes erfordert mehr als nur das Schneiden von Stahl; sie erfordert ein tiefes Verständnis der Gewindemechanik, der Materialschrumpfung und fortschrittlicher Trennmechanismen wie z. B. zusammenklappbarer Kerne.

Wenn Sie einen Partner suchen, der die Komplexität der Entwicklung von „leckagefreien“ Produkten bewältigen kann, informieren Sie sich über unseren Werkzeugbauservice und erfahren Sie, wie wir Ihr Projekt zum Leben erwecken können.