Professioneller Hersteller von Formen für Kunststoffrohrverbindungen mit 20 Jahren Erfahrung – Spark Mould
Komplettlösung für P-Fallen-Spritzgussformen: Präzisionsformen für J-Bögen, Winkel und Muttern
Auf den ersten Blick wirkt ein herkömmlicher Siphon unter einem Waschbecken wie ein einfaches Sanitärbauteil. Für Hersteller bedeutet die Produktion eines hochwertigen Siphons jedoch nicht das Formen eines einzelnen Teils, sondern die präzise Montage mehrerer komplexer Komponenten.
Ein funktionsfähiger Siphon besteht nicht nur aus einem einzelnen Bauteil, sondern ist ein System. Er basiert typischerweise auf dem nahtlosen Zusammenspiel eines J-Bogens (U-Bogens), eines 90°-Winkels und der notwendigen Überwurfmuttern. Daher geht es bei der Entwicklung einer Produktlinie für Siphons nicht um die Herstellung einer einzelnen Form, sondern um die Konstruktion eines Systems aus mindestens drei interagierenden Formen.
In diesem Beitrag wollen wir die verschiedenen P-Trap-Spritzgießformlösungen untersuchen, die für diese Bauteile verfügbar sind, und wie sich die Wahl der richtigen Struktur auf die Produktionseffizienz auswirkt.
Der 90-Grad-Winkel: Gleiter oder zusammenklappbare Kerne?
Der Winkel ist entscheidend für die Verbindung des Siphons mit dem Wandablauf. Aus Sicht der Formenkonstruktion besteht die größte Herausforderung hier in der durch die Biegung verursachten inneren Hinterschneidung.
Bei 90-Grad-Rohrbögen kommt üblicherweise ein mechanisch angetriebener Gleitblock mit bogenförmiger Auswurfbewegung zum Einsatz. Moderne Technik bietet mit dem Klappkernmechanismus eine innovative Alternative. Im Vergleich zu Mechanismen, die auf sperrige Hydraulikzylinder zur Rotation angewiesen sind, ist der Klappkern oft einfacher und platzsparender.
Hier sind zwei unterschiedliche technische Ansätze, die wir angewendet haben:
Fall A: Faltbare Kernstruktur mit zwei Hohlräumen
Diese 90-Grad-Rohrbogenform nutzt einen speziellen Klappkernmechanismus, der die Trennung von Kern und Produkt ohne komplexe Drehstrukturen ermöglicht. Das segmentierte Klappkern-90-Grad-Rohrbogensystem funktioniert durch das koordinierte Zusammenspiel von vier Hauptkomponenten: einem Stahlseil, einer Führungsschiene, einem Hydraulikzylinder und einem bogenförmigen Gleitsegment.
- Der Mechanismus: Beim Schließen der Form interagieren diese Teile wie bei einem „Tauziehen“, um den Kern sicher zu verriegeln.
- Der Auswurf: Der Hydraulikzylinder treibt den bogenförmigen Schieber entlang der Führungsschiene an. Geführt durch speziell abgewinkelte Innennuten, erfährt der Kern bei seiner linearen Bewegung eine präzise Winkelverschiebung, was ein reibungsloses Falten und Auswerfen des Formteils ermöglicht. Lesen Sie den Fallbericht zur 90°-Winkelform mit faltbarem Kern.
Fall B: 8-fach scharnierartiges Kernziehen
Bei der Serienfertigung ist eine optimale Raumausnutzung entscheidend. Das Herzstück dieser speziellen 90-Grad-Rohrbogenform ist ein scharnierartiger Kernziehmechanismus.
- Der Vorteil: Diese Konstruktion ermöglicht die Anordnung des Winkelstücks senkrecht zur Trennfläche. Diese Anordnung ist äußerst kompakt.
- Das Ergebnis: Mehr Kavitäten lassen sich auf derselben Formgrundfläche unterbringen. Diese Form erreicht insgesamt 8 Kavitäten, was die Tagesproduktion deutlich steigert und gleichzeitig die Stückkosten senkt. Lesen Sie mehr über den Fall der 8-Kavitäten-Form mit 90°-Winkelstück.
Zwei Spritzgussformstrukturen für J-Biege-Designs
Bei der Montage eines Siphons ist das J-förmige Rohr (oder J-Bogen) ein entscheidendes Funktionsbauteil. Aufgrund seiner besonderen Geometrie besteht die Herausforderung bei der Konstruktion der Spritzgussform für Siphons darin, sicherzustellen, dass der Kern aus diesem tiefen und gekrümmten Hohlraum entnommen werden kann, ohne die Innenfläche zu beschädigen.
Wir besprechen häufig zwei Hauptansätze mit unseren Kunden:
1. Zusammenklappbarer Kernziehmechanismus: Geeignet für kompaktere Formstrukturen.
2. Mechanisch angetriebene Zahnradbögen: Besser geeignet für hochpräzise Steuerung.
In unseren eigenen Fallstudien im Ingenieurwesen stellten wir fest, dass die Abstimmung des Kühlsystemlayouts auf die jeweilige Kernziehmethode von entscheidender Bedeutung ist, um Verformungen am tiefsten Punkt der Biegung zu verhindern.
Fall A: 4-fach J-Bogen-Form (Kurbelmechanismus)
Diese Form verfügt über einen innovativen zweistufigen Kerntrennmechanismus, um Störungen beim Auswerfen zu vermeiden. Da eine einfache 90-Grad-Drehung des Kerns für die vollständige Trennung nicht ausreicht (und ein größerer Winkel zu Kollisionen führen würde), verwendet die Konstruktion einen speziellen Kurbelmechanismus mit zwei festen Drehpunkten.
So funktioniert es: Nachdem die erste Drehung um 90 Grad den ersten Drehpunkt gelöst hat, dreht sich die Kurbel um den zweiten Punkt und hebt dabei ein Ende des Kerns an, um ihn sicher und vollständig vom Produkt zu trennen.
Lesen Sie den Fall des 4-fach-Spülbeckens mit J-Bogen.
Fall B: J-Bogen mit Sanitäranschluss (faltbarer Kern)
Diese J-Biegung zeichnet sich durch einen größeren Biegeradius und eine separate Sanitäröffnung aus. Für diese Geometrie verwendeten wir einen zweiteiligen, zusammenklappbaren Kernmechanismus.
Vergleich: Im Vergleich zur oben erwähnten Kurbelform ist diese Konstruktion mechanisch einfacher. Es wird nur ein Hydraulikzylinder benötigt, um die Bewegung beider Schiebergruppen zu steuern, wodurch der Wartungsaufwand reduziert wird.
Lesen Sie die Fallstudie zur J-Biegungsform.
Drei Formmechanismen für U-förmige Rohrverbindungsstücke
U-förmige Rohrverbindungsstücke sind ein zentraler Bestandteil vieler Standard-Siphons (P-, S- und freistehende Siphons). Zusammen mit J-förmigen Bögen bilden sie die Grundlage der Wasserabdichtung. Aufgrund ihrer einzigartigen symmetrischen Geometrie gilt die U-förmige Bogenform oft als klassische und vielseitige Wasserabdichtung.
Aus Sicht des Spritzgießens sind die zentralen Herausforderungen ähnlich wie bei J-Biegungen, die Symmetrie ermöglicht jedoch andere technische Lösungen.
Lösung 1: Rotierender Kern mit großem Winkel
Diese robuste Lösung nutzt 4 Hydraulikzylinder, um über eine dreisegmentige Split-Core-Konstruktion eine präzise dreistufige Auswurfsequenz zu steuern.
- Kernrückzug: Der obere Zylinder zieht den gekrümmten Teil des Kerns zurück.
- Auswurf: Seitliche Zylinder werfen das Produkt, den Kern und den Schwingarm als eine Einheit aus.
- Drehung und Freigabe: Ein hinterer Zylinder treibt ein Zahnrad an, das den Schwingarm dreht und so das Produkt aus dem Kern löst. Lesen Sie die Fallstudie zur U-förmigen Form für Spülbecken.
Lösung 2: Rotationsauswurfprodukt
Diese Konstruktion ähnelt der oben beschriebenen, weist aber einen entscheidenden Unterschied auf: Sie drückt das Produkt vom gekrümmten Kern weg, anstatt den Kern wegzuschwenken.
- Kernrückzug: Der Zylinder auf der Oberseite der beweglichen Form zieht den Knickteil zurück.
- Auswurf: Zylinder auf beiden Seiten der beweglichen Form werden aktiviert, um den Kern, das Ellbogenprodukt und den Dreharm gemeinsam auszuwerfen.
- Rotation: Der Zylinder an der Rückseite der festen Form treibt ein Zahnrad an, das den Schwenkarm dreht und so das Produkt freigibt. Lesen Sie die Fallstudie zur Rückbiegeform.
Lösung 3: Zusammenklappbarer Kernmechanismus
Diese Formstruktur eignet sich ideal für tiefe U-förmige Rohrbögen mit einem längeren geraden Abschnitt oder einer tieferen Nabe. Wie im Abschnitt zum 90°-Rohrbogen detailliert beschrieben, ist die faltbare Struktur weniger komplex und kompakter als Drehgetriebesysteme und ermöglicht eine sauberere Trennlinie sowie kürzere Zykluszeiten für bestimmte Geometrien. Lesen Sie die Fallstudie zur DWV-Form für 180°-Rohrbögen .
Kunststoffmutter: Der Schlüssel zu einer auslaufsicheren Abdichtung
Im Montagesystem des Siphons ist die Kunststoffmutter ein entscheidendes Bauteil für zuverlässige Gewindeverbindungen. Ihre Hauptfunktion besteht darin, eine gleichmäßige axiale Klemmkraft auszuüben, die die Dichtung fest an die Spalten presst und Leckagen verhindert.
Die Mutter mag zwar das kleinste Bauteil sein, bestimmt aber oft die Zykluszeit der gesamten P-Fallen-Formlösung. Das Innengewinde stellt eine klassische Formentscheidung dar:
- Manuelles Einlegen von Einsätzen: Günstige Werkzeugkosten, aber arbeitsintensiv und langsam.
- Automatisches Abschrauben : Erfordert höhere Anfangsinvestitionen (Zahnräder und Zahnstangen), bietet aber unschlagbare Geschwindigkeit und Konsistenz bei großen Auftragsvolumina.
- Zusammenklappbarer Gewindekern : Dies ist eine fortschrittliche Alternative für bestimmte Gewindeprofile. Anstatt sich abzuschrauben, klappen die Kernsegmente radial nach innen zusammen, wodurch das Werkstück sofort abgetrennt werden kann. Dadurch entfällt die Rotationszeit vollständig, was eine kürzestmögliche Zykluszeit ermöglicht. Diese ist jedoch durch die jeweilige Gewindegeometrie und -größe begrenzt.
Die Bedeutung einer einheitlichen Lösung
Das größte Risiko bei der Herstellung von P-Fallen ist die „Toleranzstapelung“. Wenn das Gewinde der J-Biegeform von Lieferant A und die Gleitmutterform von Lieferant B stammt, kann es bei der Endmontage zu Undichtigkeiten kommen.
Die Herangehensweise an dieses Projekt als Ganzes gewährleistet, dass die Schrumpfungsraten und Gewindeprofile über alle Werkzeuge hinweg synchronisiert sind.
Weiter geht's
Jedes Fertigungsprojekt hat individuelle Rahmenbedingungen – Budget, Maschinenleistung und Harzauswahl. Es gibt keine Universallösung.
Wenn Sie aktuell die Machbarkeit einer neuen Rohrleitung prüfen oder eine bestehende optimieren möchten, ist die Prüfung umfassender Dienstleistungen im Bereich Formenbau , die sich auf Rohrverbindungsstücke spezialisiert haben, der erste Schritt. Wir von Spark Mould beraten Sie gerne zu diesen technischen Details und helfen Ihnen, den effizientesten Weg von der Planung bis zur Produktion zu finden.