AT411974B - Verfahren zum herstellen von formteilen aus in warmen zustand formbaren kunststoffen und heizstation zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine Heizstation für die Erwärmung der Rohrenden von Kunststoffrohren aus in warmem Zustand formbaren Kunststoffen, insbesondere Polyolefinen, wie Polyäthylen oder Polypropylen, auf bzw. über die Verformungstemperatur des jeweiligen Kunststoffes vor ihrer Formung zu Endmuffen in einer Formstation, mit Heizkörpern zur Erwärmung des Rohrendes von der Aussen- und Innenseite her, wobei für die Innenseite des Rohrendes Strahlungsheizkörper vorgesehen und diese Rohrinnenseite mit einem Kühlmedium beaufschlagbar ist. 



   Bisher werden in solchen Heizstationen bevorzugt Kontaktheizkörper verwendet, die der Form des Rohrendes angepasst sind, um die Erwärmung vorwiegend durch Konvektion zu bewerkstelli- gen und dabei Überhitzungen zu vermeiden. Die Herstellung äusserer Kontaktheizkörper ist ver- hältnismässig einfach, doch müssen solche Kontaktheizkörper für die Rohrinnenseite die Form von Spreizdornen aufweisen, weshalb es angestrebt wird, zumindest für die Innenseite des Rohrendes Strahlungsheizkörper einzusetzen. Die Praxis zeigt hier, dass bei ruhendem Strahlungsheizkörper nur mit verhältnismässig niedrigen Heizleistungen für den Heizkörper und dementsprechend relativ niedrigen Oberflächen- bzw.

   Abstrahltemperaturen dieses Heizkörpers gearbeitet werden darf, da es sonst unter der Einwirkung der Strahlungswärme zu einer Überhitzung der inneren Rohroberflä- che käme, die zu Schäden im Kunststoff an sich führt bzw. dann, wenn die innere Oberfläche zu stark erwärmt und daher zu weich wird, Faltenbildungen oder Oberflächenablösungen beim Auf- muffen verursachen kann. Aus der Praxis her bedeutet dies, dass sich lange Verweilzeiten des Rohrendes in der Heizstation ergeben, ehe eine gleichmässige Durchwärmung dieses Rohrendes erzielt ist. Die Erwärmungszeit ist aber in weiterer Folge ein Hauptfaktor für die Gesamtverweilzeit des Rohrendes im Bearbeitungsbereich, da Endverformung und Abkühlung relativ rasch vor sich gehen können. 



   Zur Beschleunigung der Erwärmung von der Innenseite her, ist es nach der JP 10000 682 A, 6. Jänner 1998 bekannt, wieder einen Kontaktheizkörper für die Aussenseite des Rohrendes in Form eines äusseren Heizzylinders vorzusehen, in den das Rohrende bis zu einer Abschirmungs- platte eingeschoben werden kann. In dieser Platte ist eine Belüftungsöffnung vorgesehen, durch die ein Heizstab und ein Blasrohr konzentrisch einragen. Die Rohrinnenseite wird also durch Strah- lung und zusätzlich durch Konvektion durch die eingeblasenen Luft erwärmt. Höhere Temperaturen des Strahlungsheizkörpers sind aber auch hier aus den oben angeführten Gründen weitgehend unzulässig. 



   Aufgabe der Erfindung ist demnach die Schaffung einer Heizstation der eingangs genannten Art mit deren Hilfe eine wesentliche Beschleunigung bei der gleichmässigen Erwärmung von Kunst- stoffrohlingen, insbesondere von Rohrenden bei der Fertigung von Endmuffen erzielt werden kann. 



   Die gestellte Aufgabe wird bei dieser Heizstation dadurch gelöst, dass die Strahlungsheizkörper für die Rohrinnenseite exzentrisch auf einem um die Rohrachse rotierend antreibbaren Träger angeordnet und mehrere, ihnen zugeordnete, die der Wärmestrahlung ausgesetzte Rohrinnenseite mit einem unter Druck zugeführten dampf- oder, wie an sich bekannt, gasförmigen Kühlmedium beaufschlagende Blasdüsen vorgesehen sind. 



   Durch die Relativbewegung des oder der Heizkörper kommt es zwingend zu einer vorteilhaften Verteilung der abgegebenen Strahlungsenergie über die gesamte, die Strahlungswärme aufneh- mende Oberfläche, wobei durch die erfindungsgemäss zusätzlich vorgesehene Kühlung mit einem gas- oder dampfförmigen Medium, z.B. Druckluft, abgekühltem Wasserdampf oder einem Dampf- Luft-Gemisch, verhindert wird, dass es zu Überhitzungen der der Strahlung ausgesetzten Oberflä- che kommt, wobei trotzdem aber genügend Wärmeenergie in den Rohling eingetragen und die Wärmeeinleitung sogar verbessert wird, so dass es zu einer raschen und gleichmässigen Durch- wärmung des Kunststoffes kommt. In der Praxis kann man bei Kunststoffmuffen die Verweildauer des Rohrendes in der Heizstation grössenordnungsmässig auf etwa ein Viertel der bisher aufzuwen- denden Zeit herabsetzen.

   Es ist hier noch einmal zu betonen, dass durch die Zufuhr des Kühlmedi- ums nur ein geringer Bruchteil der durch Strahlung zugeführten Wärmeenergie entfernt, aber trotzdem überraschend die unerwünschte Überhitzung des Oberflächenbereiches sicher vermieden wird. 



   Nach einer einfachen Ausführung sind die Blasdüsen an neben den Strahlungsheizkörpern am Träger exzentrisch zur Rohrachse angeordneten und mit den Strahlungsheizkörpern rotierenden Rohren in Form von Ausblaseöffnungen vorgesehen. Dabei können die Blasrohre an eine in das zu verformende Rohrende einragende konzentrische Versorgungsleitung anschliessen, die zugleich 

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 den Träger für die Heizkörper und Blasdüsen bildet. Die umlaufenden Strahlungsheizkörper tragen zur Durchwirbelung des aufgeblasenen Kühlmediums bei. 



   Wegen der durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung bei Verwendung einer Strahlungshei- zung erzielbaren Vorteile, die auch darin bestehen, dass keine exakte Anpassung an die Oberflä- chenform des zu erwärmenden Teiles notwendig ist, empfiehlt es sich, zumindest bei der Neukon- struktion der Heizstation auch für die Aussenseite des Rohrendes umlaufende Strahlungsheizkörper und zugeordnete Blasdüsen vorzusehen. Bei bestehenden Heizstationen wird man zumindest die Beheizungseinrichtungen für die Rohrinnenseite nach den Erkenntnissen der Erfindung umrüsten. 



   In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 eine Heizstation zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens in schematischer Darstellungsweise im Teilschnitt durch den Heizbereich und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie ll-   der   Fig. 1. 



   Die dargestellte Heizstation 1 ist Bestandteil einer Fertigungsstation für Endmuffen an Kunst- stoffrohren 2. Diese Kunststoffrohre 2 werden über geeignete Manipulatoren koaxial in die Heizsta- tion eingeführt. Dabei wird das aufzumuffende Rohrende 2a von der Aussen- und Innenseite her erwärmt. Für diese Erwärmung ist ein Rotor 3 vorgesehen, der über eine Hohlwelle 4 von einem Motor 5 über ein Getriebe 6 rotierend angetrieben werden kann und mit dem Getriebe auf einem Schlitten 7 angebracht ist, mit dessen Hilfe er aus- und eingefahren werden kann, so dass nach dem Ausfahren des Rotors 3 das aufgewärmte Rohrende 2a mittels eines Aufmuffdomes aufge- mufft und dann zwischen Pressbacken 8 in die Endform gebracht und abgekühlt werden kann. 



   Die Hohlwelle 4 des Rotors 3 ist über eine Stopfbuchse 9 mit einem Druckluftanschluss 10 ver- bunden. Vom Innenende der Hohlwelle 4 führen Abzweigleitungen 11zu beim Ausführungsbeispiel S-förmig ausgebildeten Blasrohren 12, die von der Hohlwelle 4 getragen werden und in ihren die Aussen- bzw. Innenseite des Rohrendes 2a überstreichenden Bereichen Austrittsöffnungen für die zugeführte Druckluft aufweisen, so dass sie diese Druckluft gegen die Oberfläche der Aussen- und Innenseite des Rohrendes 2a blasen. Zwischen den Leitungen 12 sind sowohl für die Rohraussen- als auch für die Rohrinnenseite stabförmige Rohrheizkörper 13,14 angebracht, wobei die Heizleis- tung dieser Rohrheizkörper für die Rohraussen- und-innenseite gesondert geregelt werden kann. 



  Es wäre auch möglich, gesonderte Blasrohre 12 für die Rohraussen- und-innenseite vorzusehen und die Druckluftzufuhr zu diesen beiden, der Aussen- und Innenseite des Rohres zugeordneten Rohrgruppen gesondert zu regeln. 



   Beim Ausführungsbeispiel werden die Rohraussen- und die Rohrinnenseite über Strahlungs- heizkörper erwärmt. Es wäre selbstverständlich auch möglich, nur für die Rohrinnenseite eine Erwärmung durch Strahlungsheizkörper 13,14 und Blasrohre 12 vorzusehen und die Rohraussen- seite über entsprechende Heizbacken unter Wärmeleitung aufzuwärmen. Statt Druckluft kann als Kühlmedium auch ein anderes Gas, Wasserdampf oder ein Gas-Dampf-Gemisch verwendet wer- den. Die jeweilige Heizleistung und Oberflächentemperatur der Strahlungsheizkörper 13,14 hängt vom Material des Kunststoffrohres 2 und von dessen Wandstärke ab.

   Auch die Stärke der Kühlmit- telzufuhr wird, abhängig vom Material und der Wandstärke, nach Erfahrungswerten so geregelt, dass eine Überhitzung des Rohres im äusseren und inneren Oberflächenbereich sicher verhindert wird. 

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Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Heizstation für die Erwärmung der Rohrenden von Kunststoffrohren aus in warmem Zu- stand formbaren Kunststoffen, insbesondere Polyolefinen, wie Polyäthylen oder Polypropy- len, auf bzw. über die Verformungstemperatur des jeweiligen Kunststoffes vor ihrer For- mung zu Endmuffen in einer Formstation, mit Heizkörpern zur Erwärmung des Rohrendes von der Aussen- und Innenseite her, wobei für die Innenseite des Rohrendes Strahlungs- heizkörper vorgesehen und diese Rohrinnenseite mit einem Kühlmedium beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsheizkörper (13) für die Rohrinnenseite exzentrisch auf einem um die Rohrachse rotierend antreibbaren Träger (3) angeordnet und mehrere, ihnen zugeordnete, die der Wärmestrahlung ausgesetzte Rohrinnenseite mit ei- nem unter Druck zugeführten dampf- oder, wie an sich bekannt,

   gasförmigen Kühlmedium <Desc/Clms Page number 3> beaufschlagende Blasdüsen vorgesehen sind.
2. 2. Heizstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasdüsen an neben den Strahlungsheizkörpern am Träger (3) exzentrisch zur Rohrachse angeordneten und mit den Strahlungsheizkörpern rotierenden Rohren (12) in Form von Ausblaseöffnungen vor- gesehen sind.
3. 3. Heizstation nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasrohre an eine in das zu verformende Rohrende (2a) einragende konzentrische Versorgungslei- tung (4) anschliessen, die zugleich den Träger für die Heizkörper (13,14) und Blasdüsen bildet.
4. 4. Heizstation nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass auch für die Au- &num;enseite des Rohrendes (2a) umlaufende Strahlungsheizkörper (14) und zugeordnete Blasdüsen vorgesehen sind.

   HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN