CH378032A - Verfahren zur Herstellung von Rohren aus thermoplastischem Kunststoff mit ausgebuchteter Wandung - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von Rohren aus thermoplastischem Kunststoff mit ausgebuchteter Wandung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rohren aus thermoplastischem Kunststoff mit ausgebuchteter Wandung. Solche Rohre zeichnen sich gegenüber Rohren mit zylindrischer Wandung durch gute Biegsamkeit aus. Die Ausbuchtungen können unzusammenhängend nebeneinanderliegen oder schraubenförmig ineinander übergehen.



   Dabei betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung solcher Rohre nach jener bekannten Arbeitsweise, bei der das warme Kunststoffrohr von mindestens einem Formungselement umfasst und zur Erzielung der Ausbuchtungen einer Luft- oder Gasdruckdifferenz, d. h. einem inneren Überdruck oder äusseren Unterdruck ausgesetzt wird. Nach einem bekannten Vorschlag sollen axial geteilte Matrizen absatzweise um das jeweils verpresste ruhende Rohrstück geschlossen werden, wobei der innere   Über-    druck die Ausbuchtungen erzeugt. Eine solche intermittierende Arbeitsweise stösst aber in der Praxis auf ausserordentliche Schwierigkeiten, weil es kaum möglich ist, eine Rohrpresse absatzweise arbeiten zu lassen, um sie mit einer Verformungseinrichtung der geschilderten Art betriebstechnisch zu kombinieren.



   Demgegenüber wurde durch die Erfindung ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren zur Herstellung ausgebuchteter Rohre geschaffen, das ohne jede Schwierigkeit mit einer normalen kontinuierlich arbeitenden Rohrpresse kombiniert werden kann. Erfindungsgemäss werden das bzw. die Formungselemente im kontinuierlichen Arbeitsgang von der Seite her an das unausgebuchtete Rohr herangeführt und wandern mit dem Rohr in dessen Fortbewegung weiter, wobei die Verformung und anschliessend die Erstarrung des Rohres eintritt. Nach der Erstarrung des Rohres können die Formungselemente vorzugsweise seitlich wegbewegt und in geschlossenem Kreislauf wieder in die Ausgangsstelle zurückbewegt werden.



   Die Formungselemente können aus zwei oder mehr zusammenpassenden Formstücken bestehen, die sich um das Rohr schliessen, oder es kann auch als Formungselement ein flexibles Zugglied dienen, das schraubenförmig auf den warmen, zu verformenden Rohrabschnitt aufgewickelt wird, wobei das Rohr durch die Druckdifferenz an den vom flexiblen Zugglied nicht belegten Teilen ausgebuchtet wird.



   In der Zeichnung sind beispielsweise zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.



   Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit starren Formungselementen,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer solchen Vorrichtung und
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform mit einem flexiblen Zugglied als Formungselement.



   Im Schema nach Fig. 1 tritt das Kunststoffrohr 1 im warmen plastischen Zustande aus der Düse 2 der Schneckenpresse 3 aus. Es wird sofort nach dem Austritt mittels durch die Düse 2 zugeführter Pressluft aufgeweitet und gegen die formgebenden Elemente 4, 4' gedrückt und erstarrt allmählich beim Weiterwandern. Die Elemente 4 sind prismatische Hohlkörper aus starrem Material, deren Höhlung das Profil negativ je einer herzustellenden Rohrhälfte darstellt, so dass je ein Paar zusammentreffende Hohlkörper ein volles Profilnegativ eines Rohrabschnittes darstellt. Alle Hohlkörper 4 bzw.   4' sind    mittels passender Gelenke 5,   5' zu    je einer in sich geschlossenen Kette vereinigt, welche über je zwei Führungskörper  6,   6' laufen    und deren Bewegungsebene durch die Rohrachse geht.

   Die jeweils am Rohr anliegenden Hohlkörper 4 bzw.   4' beider    Ketten schliessen sich schon über der Düse 2 und bewegen sich mit dem Rohr so weit, bis dieses erstarrt ist. Der Antriebsmechanismus für die Ketten besitzt irgendeine geeignete, iibliche Bauart und ist daher nicht dargestellt.



   Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung ähnlich jener nach Fig. 1, bei welcher jedoch das Rohr nicht im erzeugungswarmen, sondern im wiedererwärmten Zustand verformt wird. Das hier im erstarrten Zustand befindliche Kunststoffrohr 1 gelangt hier zwischen die sich paarweise schliessenden Formgebungselemente 4, 4', welche, wie bei Fig. 1, ein Stück mitwandern und sich dann wieder abheben. Um die Formgebung zu ermöglichen, ist hier im Innern des Rohres ein elektrischer Heizkörper 10 angebracht, der über die Zuleitungen 11, 11'gespeist wird. Vor und hinter dem Heizkörper 10 befindet sich je ein Gleitkörper 12 bzw. 12', welche durch eine Stange 13 miteinander verbunden sind.

   Wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1, wird auch hier durch in das Rohr eingeführte Pressluft die durch die Erwärmung weiche Rohrwandung in das rippenförmige Hohlprofil der Formgebungskörper eingedrückt und erstarrt dann beim Verlassen des Heizkörperbereiches.



   Das bereits ausgetretene Rohrende wird dabei in geeigneter Weise verschlossen, oder es wird am Ende des Gleitkörpers 12' eine den Luftaustritt im wesentlichen verhindernde Dichtungsmanschette angebracht.



   Bei einer unmittelbar an den Extruder anschlie ssenden Verformungsvorrichtung werden die Zuleitungen 11, 11' durch die Düse in das Rohr geführt, wobei die Länge so zu wählen ist, dass die Heizung an der richtigen Stelle im ersten Teil der Verformungsvorrichtung liegt. Anstelle des inneren   Über-    druckes kann auch äusserer Unterdruck verwendet werden. Die Verformungsvorrichtung wird hierzu mit einem Kasten 15 umkleidet, wobei elastische Dichtungen 16 und   16' den    Luftzutritt ins Kasteninnere an der Rohrein- und Austrittsstelle verhindern. Der Kasten 15 wird über die Leitung 17 mit einer Saugluftpumpe verbunden.



   Anstelle der innen liegenden Heizvorrichtung 10 kann man das Rohr auch im ersten Teil der Verfor  mungsvorrichtung    von aussen beheizen und im zweiten Teil kühlen. Im beheizten Teil buchtet sich das Rohr aus und behält dann infolge der anschliessenden Kühlung die neue Gestalt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Düse nicht, wie z. B. bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, in die Formungselemente eindringen muss. Die Düse kann die normale Länge besitzen, womit gewisse Schwierigkeiten in bezug auf Beheizung und Zentrierung der nach Fig. 1 erforderlichen Düsenverlängerung wegfallen. Es bildet einen geringeren Nachteil, dass das Rohr nicht im erzeugungswarmen Zustand verformt wird, sondern noch einmal aufgewärmt werden muss.

   Die Herstellung des noch unverformten, glatten Rohres kann also auf altbekanntem Wege erfolgen, wobei für die Kalibrierung, die Erzielung einer gleichmässigen Wandstärke und alle weiteren zur Erzeugung eines einwandfreien Rohres notwendigen Schritte auf bekannte und bewährte Verfahren zurückgreifen können. Bewährt hat sich z. B. folgende Anordnung: Ein Extruder mit normaler Düse liefert das Rohr, welches in einer anschliessenden Unter- oder Überdruck-Nachdüse unter Kalibrierung erstarrt. Anschliessend läuft das Rohr durch die Bedruckvorrichtung, die Zulassungszeichen, Metermasse usw. aufdruckt. Dann folgt die Abzugsvorrichtung, die dafür sorgt, dass das Rohr regelmässig aus der Düse durch die Nachdüse und Bedruckvorrichtung gezogen und der Verformungsvorrichtung nach Fig. 2 zugeführt wird. Hinter der Verformungsvorrichtung wird das nun flexibel gewordene Rohr aufgerollt und gebündelt.

   Man kann der Verformungsvorrichtung aber natürlich auch vorgefertigte abgelängte Rohrstücke zuführen.



   Fig. 3 zeigt das Schema einer Vorrichtung, bei welcher das formgebende Element das Rohr nur dort umschliesst, wo dieses keine oder nur eine geringe Ausbuchtung der Oberfläche erhalten soll.



   Auf der Düse 30 einer Rohrpresse befindet sich ein Wälzlager 31 und in einem gewissen Abstand davon ein weiteres Wälzlager 32, dessen innerer Lagerring durch eine Halterung 33 mit dem Gestell der Maschine verbunden ist. Die beiden äusseren Lagerringe der Lager 31 und 32 sind durch ein Gestänge 34 miteinander verbunden, das durch einen (nicht gezeichneten) Antrieb in kreisende Bewegung um die Düsenachse gesetzt wird. Am Gestänge 34 ist in der Nähe der Düse das Förderwerk 35 angebracht, welches bei jeder Umdrehung des Gestänges 34 um die Düsenachse ein Durchlaufen des Bandes 36 um einen einstellbaren, gleichbleibenden Betrag bewirkt. Das Band 36 läuft in einer bestimmten Anzahl von Schraubenwindungen um das aus der Düse austretende Rohr 37, das sich noch im warmen plastischen Zustand befindet.

   Das Rohr 37 steht unter der Wirkung eines inneren   Luftdruckes    und buchtet sich daher in den Zwischenräumen zwischen je zwei Windungen des Bandes aus. Dadurch erhält das Rohr eine schraubenförmig ausgebuchtete Oberfläche. Bei gleichbleibender Viskosität des im thermoplastischen Zustand befindlichen Kunststoffes hängt die Weite der Ausbuchtung vom Luftdruck im Innern des Rohres und von den Kühlbedingungen ab, d. h. der Ausbuchtvorgang kommt zum Stillstand, entweder sobald der Luftdruck im Rohrinnern die zunehmende Dehnungsspannung im Rohrmantel nicht mehr überwinden kann, oder sobald der Rohrmantel so weit abgekühlt ist, dass der Kunststoff einfriert. Man kann auch das Mass der Ausbuchtung durch eine (in der Zeichnung schematisch angedeutete) Kalibriervorrichtung 38 begrenzen.



  Noch vor dem Lager 32 wird das Band wieder von dem inzwischen erstarrten Rohr abgewickelt und läuft über die Rollen 39, 40 und 41 wieder zur Fördervorrichtung 35. Die unter Federwirkung stehende Spannrolle 41 verhindert ein Schlaffwerden des Bandes und  gleicht kleine Unterschiede im Wickeldurchmesser aus. Am bereits erstarrten Rohr greifen Abzugrollen 42 an, die von einem nicht dargestellten Mechanismus angetrieben sind und das Rohr in gleichmässiger, einstellbarer Geschwindigkeit von der Düse wegziehen.



   Anstatt als Wickelmaterial ein endloses Band 36 zu verwenden, welches in Düsennähe um das plastische Rohr 37 gewickelt und nach Beendigung des Ausbuchtungsvorganges vom erstarrten Rohr wieder abgewickelt wird, kann man das Verfahren auch so durchführen, dass das Wickelmaterial dauernd auf dem Rohr verbleibt oder erst in einem späteren Arbeitsgang wieder vom Rohr entfernt wird. Zu diesem Zweck dient die Spule 43, auf welcher sich ein Vorrat vom Wickelmaterial befindet. In diesem Fall wird das endlose Band 36 entfernt und an seiner Stelle der Anfang 44 des von der Spule 43 kommenden Wickelmaterials durch die Fördervorrichtung 35 geführt und einige Male um das thermoplastische Rohr 37 geschlungen.

   Sodann wird das Gestänge 34 in Umdrehung versetzt und der ganze Vorgang läuft wie oben geschildert ab, nur mit dem Unterschied, dass das Wickelmaterial zumindest vorerst auf dem Rohr verbleibt.



   Das im Zusammenhang mit der Fig. 3 beschriebene Verfahren eignet sich auch für die Verformung von Rohren, die in bereits erstarrtem Zustand der Vorrichtung zugeführt werden. Die erstarrten Rohre werden bewickelt und anschliessend durch Wärmeeinwirkung wieder in den thermoplastischen Zustand versetzt und in diesem Zustand durch   inneren Über-    druck oder äusseren Unterdruck ausgebuchtet.



   Für einzelne Anwendungsfälle kann es sogar vorteilhaft sein, wenn das Wickelmaterial dauernd auf dem Rohr verbleibt, so z. B. für Kennzeichnungszwecke. Falls das Wickelmaterial aus einem elektrisch leitenden Material besteht, kann es auch als Erdungsleiter dienen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Herstellung von Rohren aus thermoplastischem Kunststoff mit ausgebuchteter Wandung, wobei das warme Kunststoffrohr von mindestens einem Formungselement umfasst und zur Erzielung der Ausbuchtungen einer Luft- bzw. Gasdruckdifferenz, d. h. einem inneren Überdruck oder äusseren Unterdruck ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die Formungselemente (4, 36) in kontinuierlichem Arbeitsgang von der Seite her an das unausgebuchtete Rohr (1, 37) herangeführt werden und mit dem Rohr in dessen Fortbewegtmgs- richtung weiterwandern, wobei die Verformung und anschliessend die Erstarrung des Rohres erfolgt.

   UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Formungselemente (4) nach Erstarrung des Rohres seitlich wegbewegt werden und im geschlossenen Kreislauf wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt werden (Fig. 1 und 2).

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Formungselemente (4) schon über der Düse (2) in die Ausgangsstellung gebracht werden und in diesem Zustand über das Düsenende auf das noch ungeformte Rohr gleiten (Fig. 1).

   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) über eine in seinem Innern angebrachte Heizvorrichtung (10) geführt wird, wobei im Bereich dieser Heizvorrichtung sich aussen die Formungselemente (4) an das Rohr anlegen und zumindest ein Stück bis zur Verformung und Erstarrung des Rohres darauf verbleiben.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Formungselement dienendes flexibles Zugglied (36), z. B. ein Band, ein Drahtseil oder eine Schnur, in kontinuierlichem Arbeitsgang fortlaufend schraubenförmig auf den warmen zu verformenden Rohrabschnitt aufgewickelt wird, wobei das Rohr durch Druckdifferenz an den vom flexiblen Zugglied nicht belegten Teilen ausgebuchtet wird (Fig. 3).

   5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das als Formungselement dienende flexible in sich geschlossene Zugglied (36) am Beginn des zu verformenden Rohrabschnittes auf diesen aufgewickelt und am Ende desselben wieder abgewickelt wird und wieder zur Aufwickelstelle zurückläuft (Fig. 3).

   6. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das als Formungselement dienende flexible Zugglied (44) von einer Vorratsspule (43) abgenommen, am Beginn des zu verformenden Rohrabschnittes auf diesen aufgewickelt und auf diesem nach der Erstarrung verbleibt oder sofort oder in einem späteren Zeitpunkt wieder ab und auf eine andere Vorratsspule aufgewickelt wird.

   7. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das bewickelte, sich verformende Rohr durch eine Kalibriervorrichtung (38) gezogen wird, so dass das Innenmass der Ausbuchtungen durch den Wickel, das Aussenmass der Ausbuchtungen durch die Kalibriervorrichtung begrenzt wird.

   PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Formungselemente (4) zwei oder mehr in sich geschlossene Ketten bilden, deren Bewegungsebene durch die Rohrachse geht, wobei die zusammenpassenden Formungselemente der Ketten einen Rohrabschnitt ganz umschliessen (Fig. 1 und 2).