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Verfahren zur Verfestigung von Hohlkörpern
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An der Stelle 3, an der das Kunststoffrohr aus dem Temperierbad austritt, wird es halbkugelförmig gegen den zylindrischen Kühlmantel 4 mit Hilfe eines im Innern des Kunststoffrohres herrschenden Über- druckes aufgeweitet. Dieser Überdruck wird z. B. durch Druckluft oder durch ein anderes Druckmedium erzeugt, das dem Kunststoffrohr zugeführt wird. Durch die halbkugelige Form der Aufweitung wird dem i Kunststoffrohr sowohl eine Reckung in Umfangsrichtung als auch in Längsrichtung erteilt (vgl. Beispiel 2 des Stammpatentes). Bei 5 wird das aufgeweitete Rohr abgezogen.
Die Erfindung bezweckt die unerwünschten nachteiligen Wirkungen des Innendruckes auf den rei- bungslosen Transport des Kunststoffrohres durch das Temperierbad zu vermeiden. Das erfindungsgemässe
Verfahren zur Verfestigung von Hohlkörpern aus Polyolefinen oder strukturell und mechanisch verwendeten Polymerprodukten, wobei die erwärmten Hohlkörper aufgeweitet und gegebenenfalls auch in der
Länge gestreckt und anschliessend abgekühlt werden und wobei die Aufweitung bei einer Temperatur durchgeführt wird, bei der eine Halsbildung gerade noch vermieden wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper, während er auf die für die Aufweitung erforderliche Temperatur gebracht wird, einem zusätzlichen Aussendruck ausgesetzt wird,
der im wesentlichen dem Innendruck gleich ist und die noch nicht erwünschte Wirkung des Innendruckes im Hohlkörper zumindest teilweise kompensiert.
Es ist jedoch auch möglich, einen kleineren oder grösseren Aussendruck anzuwenden, vorausgesetzt, dass die Differenz zwischen Aussen-und Innendruck klein genug ist, um eine Aufweitung bzw. ein Zu-
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{cm2druck und Innendruck : 20%, vorzugsweise : l : 100/0 nicht überschreiten.
Die Länge der Badstrecke, bei der das Kunststoffrohr dem Aussendruck ausgesetzt wird, kann beispielsweise 1 - 20 m betragen. Sie hängt von der Wanddicke des Kunststoffrohres, von der Geschwindigkeit, mit der das Rohr durch das Temperierbad transportiert wird und von der Temperatur des Rohres beim
Eintritt in das Temperierbad ab.
Bei dickwandigenRohren, bei grösseren Transportgeschwindigkeiten und bei hoher Eintrittstemperatur muss die Badstrecke mit Aussendruck grösser sein als bei dünnwandigen Rohren, kleiner Transportgeschwindigkeit und niedriger Eintrittstemperatur.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens gelangt eine Vorrichtung zur Anwendung, die aus einem Flüssigkeitsbehälter und einem innerhalb desselben angeordneten Rohr, durch das das Kunststoffrohr geführt wird, besteht, wobei das Rohr mit einem Flüssigkeitsbad in Verbindung steht, die dadurch gekennzeichnet : ist, dass zur Erzeugung des erhöhten Druckes im Innenraum des Rohres eine Pumpe vorgesehen ist, deren Saugstutzen an das Flüssigkeitsbad und deren Druckstutzen an einem Ende des Rohres angeschlossen ist und dass das andere Ende des Rohres über ein Rückflussrohr mit dem Flüssigkeitsbad in Verbindung steht.
Das Kunststoffrohr 6 tritt bei 7 (Fig. 2) durch eine Abdichtung in das Temperierbad ein. Dieses besteht aus einem zylindrischen Aussenmantel 8, in dem sich die Heizflüssigkeit 2 befindet und aus einem Innenrohr 9, durch das das Kunststoffrohr hindurchgeführt wird. Der Zwischenraum 10 zwischen demfüh- rungsrohr 9 und dem Kunststoffrohr 6 ist ebenfalls mit Heizflüssigkeit gefüllt, die jedoch, im Gegensatz zu der übrigen Heizflüssigkeit, unter Druck gehalten wird und die verhindert, dass sich das Kunststoffrohr 6 innerhalb des Temperierbades aufweitet. Die Heizflüssigkeit für den Zwischenraum 10 wird dem Aussenmantel entnommen und mit einer geeigneten Vorrichtung, z. B. einer Pumpe, auf den gewünschten erhöhten Druck gebracht.
Nachdem sie den Zwischenraum 10 durchströmt hat, wird sie wieder in den Aussenmantel zurückgeleitet. Durch diesen Kreislauf der Druckflüssigkeit, die zugleich Heizflüssigkeit ist, wird die erforderliche Temperaturgleichmässigkeit innerhalb des Zwischenraumes 10 gewährleistet.
Diese Temperaturgleichmässigkeit kann noch dadurch weiter verbessert werden, dass an der Innenwand des Innenrohres 9 eine Vorrichtung angebracht wird, welche eine Zirkulationsströmung der Druckflüssigkeit um das Kunststoffrohr bewirkt. Diese kann z. B. in einem schraubenförmig gewickelten Messingband bestehen.
DieBeheizung der Flüssigkeit im Aussenmantel 8 kann auf jede erdenkliche Weise, z. B. durch einen Dampfmantel, Dampfschlange oder elektrische Heizkörper erfolgen. Von Bedeutung ist eine exakte Temperaturregelung, die eine gleichmässige Temperatur innerhalb des ganzen Bades gewährleistet. Dies wird z. B. durch Anwendung eines Thermostaten und einer wirksamen Rühreinrichtung erreicht. Das Innenrohr 9 ist gegen das Kunststoffrohr am Ein- und Austritt des letzteren abgedichtet, z. B. durch eine Dichtungsmanschette oder eine Metallhülse.
Bei 11 tritt das gleichmässig auf die erforderliche Aufweitungstemperatur erwärmte Kunststoffrohr aus dem Temperierbad aus und wird gegen einen Kühlmantel des Kühlers 12 aufgeblasen. Dieser Kühlmantel
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hat einen Innendurchmesser, der gleich dem Aussendurchmesser des Kunststoffrohres ist, den dieses nach erfolgter Aufweitung haben soll. Er dient somit gleichzeitig zum Kalibrieren des aufgeweiteten Rohres.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann zum Herstellen verfestigter Rohre entsprechend dem Verfah- ren des Stammpatentes als auch zum Herstellen allseitig verstreckter Folien gemäss dem belgischen Patent
Nr. 553096 angewendet werden.
Es kann aber auch zum Aufweiten von Rohren aus solchen thermoplastischen Kunststoffen angewendet werden, für die ein anderer Temperaturbereich günstiger ist, als die in den genannten Patenten vorge- schlagene Temperatur, bei der eine Halsbildung gerade noch vermieden wird. So können z. B. nach dem
USA-Patent Nr. 2, 047, 554 Rohre aus Polystyrol zum Zwecke einer Sprödigkeitsverminderung im warm- formbaren Temperaturbereich aufgeweitet werden. Der hiebei in Frage kommende Temperaturbereich be- trägt 95 - 1200C (vgl. J. Bailey, Stretch orientation of Polystyrene and its interesting results, India Rubber
World, May 1948, p. 225-231). Polystyrolrohre, die nach diesem Verfahren aufgeweitet werden, können ebenfalls vorteilhaft nach dem erfindungsgemässen Verfahren unter Aussendruck innerhalb des Temperier- bades erwärmt werden.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, Rohre aus Polyvinylchlorid zum Zwecke der Festigkeitserhöhung und gleichzeitigen Sprödigkeitsverminderung im Temperaturbereich von 65 bis 1350C aufzuwei- ten. Auch bei diesem Prozess wird die Erwärmung bzw. Temperierung der Rohre vorteilhafterweisenach dem erfindungsgemässen Verfahren unter Aussendruck durchgeführt. Gleicherweise lässt sich die erfin- dungsgemässe Verbesserung auch bei der Verarbeitung von Rohren aus vinylchloridhaltigen Mischpolymerisaten und Gemischen aus Polyvinylchlorid mit andern Polymeren, beispielsweise mit halogenierten Polyolefinen, wie chlorierten oder sulfochlorierten Polyäthylenen anwenden.
Die gesamte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahren besteht aus einer in Fig. 4 dargestellten an sich bekannten Strangpresse 15 zur Herstellung des Kunststoffrohres 18, mit einer Kalibriervorrichtung 16 für das Rohr 18 und einer Vorrichtung, die es gestattet, das Rohr unter erhöhten Druck zu setzen, ferner aus einer an sich ebenfalls bekannten Abzugsvorrichtung 19 (Fig. 3), dem er- findungsgemässen Flüssigkeitstemperierbad 20, dem Kühler 21 und einer weiteren Abzugsvorrichtung 22.
Das Flüssigkeitstemperierbad 20 weist einen Aussenmantel 23, in dem sich die Heizflüssigkeit 24 befindet, und ein Innenrohr 25 auf, durch das das Kunststoffrohr 18 hindurchgeführt wird. Der Zwischenraum zwischen Kunststoffrohr 18 und Innenrohr 25 wird von der Heizflüssigkeit 24 durchströmt, die dem Aussenmantel entnommen, mit einer Pumpe 26 auf den erforderlichen erhöhten Druck gebracht, durch das Innenrohr gepresst und durch das Rohr 29 wieder in den Aussenmantel zurückgeführt wird. Mit 27 sind elektrische Heizrohre und mit 28 Rührschaufeln bezeichnet.
An Stelle des mit der Strangpresse 15 (Fig. 4) unmittelbar vor der Aufweitung hergestellten Rohres kann für das erfindungsgemässe Verfahren auch ein fertiges Rohr 18a verwendet werden, das von einer Trommel 30 (Fig. 5) der Heizvorrichtung 20 zugeführt wird. In'diesem Falle ist die Fig. 5 nach der Linie A-A der Fig. 3 vorzusetzen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Verfestigung von Hohlkörpern aus Polyolefinen, wobei die erwärmten Hohlkörper aufgeweitet und gegebenenfalls auch in der Länge gestreckt und anschliessend abgekühlt werden und wobei die Aufweitung bei einer Temperatur durchgeführt wird, bei der eine Halsbildung gerade noch vermieden wird, nach Patent Nr. 205223, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper, während er auf die für die Aufweitung erforderliche Temperatur gebracht wird, einem zusätzlichen Aussendruck ausgesetzt wird, der im wesentlichen dem Innendruck gleich ist und die noch nicht erwünschte Wirkung des Innendruckes im Hohlkörper zumindest teilweise kompensiert.