Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rohrbogen aus Kunststoff
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Rohrbogen aus Kunststoff und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bisher erfolgte die Herstellung von Kunststoff-Rohrbogen vorwiegend in der Weise, dass gerade Rohrstücke crwärmt und dann bogenförmig gekrümmt wurden. Dies hat aber den Nachteil, dass entweder eine Querschnitts Abweichung von der Kreisform und damit eine Verminderung des Durchflussquerschnittes in Kauf genommen werden musste oder aber verhältnismässig aufwendige Vorkehrungen getroffen werden mussten, um dies mindestens teilweise zu verhindern, beispielsweise durch Sandfiillungen und hernach Verschluss der Rohrenden, Ein weiterer Nachteit von nachträglich aus geraden Rohren gebogenen Rohrstücken liegt darin, dass der äussere Rohrbogenteit infoige seiner Dehnung eine geringere Wandstärke erhätt und dadurch der Berstdruck abfällt.
Mit der Erfindung sollen diese Nachteile behoben werden und die Herstellung von Rohrbogen aus Kunststoff vereinfacht werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einem Extruder austretendes, unter dem Einfluss seiner Schmelzwärme noch weiches Kunststoffrohr bogenförmig gekrümmt und vor seiner vollständigen Erstarrung in einer Kühlzone abgekühlt wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung des Kühlorganes bogenförmig gekrümmt ist.
Dadurch ist es möglich, Rohrbogen in einem einzigen Arbeitsgang rationell herzustellen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Aus führungsbeispiets näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt schematisch eine Ansicht der Vorrichtung.
Ein Extruder I konventioneller Bauart ist mit einem Spritzkopf 2 versehen, in welchem sich ein radial ein- stellbarer Kern befindet. Aus diesem Spritzkopf wird aus einer erwärmten thermoplastischen Kunststoffmasse in bekannter Weise ein Rohr extrudiert. Dieses sich noch im weichen Zustand befindliche Rohr gelangt direkt anschliessend in eine Kühlmatrize 4, welche kreisbogenförmig ausgebildet ist. Dem aus dem Extruder-Spritzkopf austretenden, unter dem Einfluss der Schmelzwärme noch weichen Rohrstück wird dadurch in der Kühlmatrize 4 eine bogenförmig gekrümmte Form gegeben. Gleichzeitig wird es so weit abgekühlt, dass das Kunststoffmaterial erstarrt und das Rohr eine formfeste Gestalt annimmt. Das aus der Kühlmatrize 4 austretende Rohr hat somit Bogenform und wird nach Erreichung der gewünschten Länge abgetrennt.
Somit können mit der gleichen Kühlmatrize-bei gegebenem Krümmungsradius-unterschiediiche Bogenlängen, die sich also beispietsweise über 60,90,120 erstrecken, erstellt werden. Die Mittelachse des Rohrbogens liegt in einer Ebene.
Nach dem Verlassen der Kühlmatrize 4 wird der Rohrbogen 5 von drei motorisch angetriebenen Rolien 6 erfasst und abgezogen. Bei der Abzugsgeschwindigkeit wird auf die Spritzgeschwindigkeit des Extruders Rück- sicht genommen. Diese Rollen 6 sind an den Spitzen eines Dreiecks angeordnet, wobei zwei Rollen auf der Aussenseite liegen und eine Rolle auf der Innenseite des Rohrbogens 5 liegt. Damit die Wandstärke des fertigen Rohrbogens überall gleich ist, wird der Kern im Spritzkopf 2 etwas exzentrisch angeordnet, so dass die Wandstärke auf derjenigen Seite, welche hernach zur Rohr bogen-Aussenseite wird, etwas dicker ist als auf der diametral gegenüberliegenden Innenseite.
Durch die Dehnung der Rohrbogen-Aussenseite in der Bohrung 10 der gebogenen Kühlmatrize 4 erfolgt sodann ein Ausgleich der WandstÅarken, so dass also der fertige Rohrbogen 5 im wesentlichen überall die gleiche Wandstärke besitzt. Im Gegensatz zu nachträglich gekrümmten Rohrbogen ist hier die Wandstärke an der Bogenaussenseite nicht mehr schwächer, so dass der Berstdruck eines derartije Rohrbogen enthaltenden Leistungsstranges hoher liegt, weil die bisher schwsichsten Stellen-nlinz- lich die Rohrbogen-nunmehr einem höheren Innendruck standhalten.
Die Bohrung 10 der Kühlmatrize 4 entspricht in ihrem Durchmesser praktisch dem aus dem Spritzkopf 2 austretenden, noch weichen Rohrstuck, so dass dieses ungehindert entlang der gekrümmten Bohrung 10 der Kühlmatrize gleiten kann. Die Kühlmatrize 4 hat auf der ganzen Länge einen gleichbleibenden, kreisförmigen Querschnitt, so dass der Rohrbogen-Querschnitt ebenfalls kreisförmig bleibt. Die Herstellung der Kühlmatrize 4 erfolgt bevorzugt in der Weise, dass aus einem geraden Rohr durch nichtparallele Schnitte Rohrabschnitte erzeugt werden, die zu einer Bogenform zusammengeschweisst werden.
Die Kühlung der Matrize 4 erfolgt durch Wasser, das durch eine Zuleitung 8 zu-und durch eine Abflussleitung 9 abgeführt wird.
Die Spritzform kann je nach dem gewünschten Durchmesser ausgewechse) t werden, und auch die Kühlmatrize 4 ist leicht auswechselbar auf einem Support oder dergleichen gehalten, so dass sich durch Austausch der Kühtmatrizen Rohrbogen mit unterschiedlichen Krümmungsradien und unterschiedlichen Durchmessern herstellen lassen. Zu diesem Zweck sind auch die Ab zugsrollen 6 in ihrer gegenseitigen Lage veränderlich.
Durch radiale Verschiebung des Kerns im Spritzkopf in der einen oder andern Richtung kann auch erreicht werden, dass die Rohrbogen-Wandung entlang bestimmter Stellen verdickt ist, wenn solche Stellen beispielsweise einer erhöhten Abnützung unterworfen sind.
Dadurch, dass die kreisförmige Querschnittsform über den ganzen Bogen beibehalten wird, tritt auch keine Drosselung des Durchflussquerschnittes auf, wie dies sonst bei Rohrbogen der Fall ist, die nachträglich erwärmt und gekrümmt werden und deren Querschnitt leicht oval wird. Namentlich bei Verwendung solcher Rohrbogen für Rohrpostanlagen ist der gleichbleibende, kreisförmige Querschnitt für das störungsfreie Funktionieren von Bedeutung.
Method and device for the production of pipe bends from plastic
The present invention relates to a method for producing pipe bends made of plastic and a device for carrying out the method.
Up to now, plastic pipe bends have been produced mainly in such a way that straight pipe sections are heated and then bent in an arc. However, this has the disadvantage that either a cross-section deviation from the circular shape and thus a reduction in the flow cross-section had to be accepted or relatively expensive precautions had to be taken to prevent this at least partially, for example by sand filling and then closing the pipe ends, Another disadvantage of pipe sections that are subsequently bent from straight pipes is that the outer pipe bend side has a smaller wall thickness, depending on its expansion, and the bursting pressure is thereby reduced.
The invention aims to eliminate these disadvantages and to simplify the manufacture of pipe bends made of plastic.
The method according to the invention is characterized in that a plastic pipe emerging from an extruder which is still soft under the influence of its heat of fusion is curved in an arc and is cooled in a cooling zone before it solidifies completely.
The device according to the invention is characterized in that the bore of the cooling element is curved in an arc shape.
This makes it possible to produce elbows efficiently in a single operation.
The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment.
The single figure shows schematically a view of the device.
An extruder I of conventional design is provided with an extrusion head 2 in which there is a radially adjustable core. A tube is extruded in a known manner from a heated thermoplastic material from this injection head. This tube, which is still in the soft state, then passes directly into a cooling die 4, which is designed in the shape of a circular arc. The pipe section emerging from the extruder head and still soft under the influence of the heat of fusion is thereby given an arcuately curved shape in the cooling die 4. At the same time, it is cooled down to such an extent that the plastic material solidifies and the pipe assumes a dimensionally stable shape. The tube emerging from the cooling die 4 thus has an arc shape and is cut off after the desired length has been reached.
In this way, with the same cooling die, for a given radius of curvature, different arc lengths can be created, which for example extend over 60, 90, 120. The central axis of the pipe bend lies in one plane.
After leaving the cooling die 4, the pipe bend 5 is grasped by three motor-driven rollers 6 and pulled off. With regard to the take-off speed, the injection speed of the extruder is taken into account. These rollers 6 are arranged at the tips of a triangle, two rollers lying on the outside and one roller on the inside of the pipe bend 5. So that the wall thickness of the finished pipe bend is the same everywhere, the core is arranged somewhat eccentrically in the extrusion head 2, so that the wall thickness on the side which is then the outside of the pipe bend is somewhat thicker than on the diametrically opposite inside.
The expansion of the outside of the pipe bend in the bore 10 of the curved cooling die 4 then compensates for the wall thicknesses, so that the finished pipe bend 5 has essentially the same wall thickness everywhere. In contrast to subsequently curved pipe bends, the wall thickness on the outside of the bend is no longer weaker, so that the bursting pressure of a power line containing such a pipe bend is higher because the previously weakest points - including the pipe bends - can now withstand a higher internal pressure.
The diameter of the bore 10 of the cooling die 4 practically corresponds to the still soft piece of pipe emerging from the injection head 2, so that it can slide unhindered along the curved bore 10 of the cooling die. The cooling die 4 has a constant, circular cross section over its entire length, so that the pipe bend cross section also remains circular. The production of the cooling die 4 is preferably carried out in such a way that pipe sections are produced from a straight pipe by non-parallel cuts, which pipe sections are welded together to form an arc shape.
The die 4 is cooled by water, which is supplied through a feed line 8 and discharged through a drain line 9.
The injection mold can be exchanged depending on the desired diameter, and the cooling die 4 is easily exchangeable on a support or the like, so that pipe bends with different radii of curvature and different diameters can be produced by exchanging the cooling dies. For this purpose, the withdrawal rollers 6 are also variable in their mutual position.
Radial displacement of the core in the spray head in one direction or the other can also ensure that the pipe bend wall is thickened along certain points if such points are subject to increased wear, for example.
Because the circular cross-sectional shape is retained over the entire bend, there is also no throttling of the flow cross-section, as is otherwise the case with pipe bends, which are subsequently heated and curved and whose cross-section becomes slightly oval. Especially when using such pipe bends for pneumatic tube systems, the constant, circular cross-section is important for trouble-free functioning.