CH527050A - Verfahren zur Herstellung eines Rohres aus Kunststoff mit einem verjüngten Ende und nach diesem Verfahren hergestelltes Rohr - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung eines Rohres aus Kunststoff mit einem verjüngten Ende und nach diesem Verfahren hergestelltes Rohr
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres aus Kunststoff mit einem verjüngten Ende, insbesondere eines Dachrinnenfallrohres, das mit seinem unteren Spitzende in das nächstfolgende untere Rohr einsteckbar ist.



   Es sind Fallrohre aus Metall bekannt, z. B. für den Wasserabfluss aus Dachrinnen, die durch Ineinanderstecken von sowohl normalen Rohrenden in aufgeweitete als auch von verjüngten Enden in normale Rohrenden miteinander verbunden werden. Neben den erheblichen Materialkosten ist die Herstellung solcher Metallrohre recht aufwendig, so dass man bei der fortschreitenden Entwicklung der Kunststoffverarbeitung dazu übergegangen ist, solche Fallrohre auch aus Kunststoff, beispielsweise aus Hart-PVC herzustellen.



   In der Praxis hat man bisher überwiegend Muffenkunststoffrohrverbindungen verwendet, bei denen das Spitzende des oberen Rohres den normalen extrudierten Durchmesser aufweist und das obere Ende des unteren Rohres aufgeweitet ist. Die Aufweitung des Rohrendes wird nach dem Extrudieren in einem zweiten Arbeitsgang im Blasverfahren vorgenommen, wobei sich erhebliche Massungenauigkeiten, insbesondere Wandstärkenunterschiede aufgrund von unterschiedlichen Fliessbedingungen, wie z. B. Temperaturunterschiede in den einzelnen Wandteilen meist nicht vermeiden lassen, so dass neben der wenig ästhetischen Unterbrechung eines glatten Rohrverlaufes auch die Dichtheit der Verbindung nicht in allen Belastungsfällen und für eine hinreichend lange Zeit gewährleistet ist.



   Es sind auch Kunststoffrohrverbindungen bekannt, bei denen ein scheinbar verjüngtes Ende eines Rohres in ein scheinbar normales Ende eines anderen Rohres hineingesteckt wird. Hierbei ist jedoch nicht ein extrudiertes und kalibriertes Rohr an einem Ende verjüngt worden, sondern umgekehrt, das scheinbar verjüngte Ende stellt das unveränderte extrudierte Rohr dar; der andere Teil des Rohres ist in einem zweiten Arbeitsgang zu dem grösseren Durchmesser aufgeblasen worden, was mit all den bekannten, im vorhergehenden angedeuteten Unzulänglichkeiten des Blasverfahrens verbunden ist.



   Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffrohren zu schaffen, welches wirtschaftlich durchgeführt werden kann und eine mass- und formgenaue, dauerhaft dichte Verbindung der Rohre ermöglicht.



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das extrudierte Rohr nach dem Austritt aus dem Extrusionswerkzeug im Kalibrator aufgeweitet, das Spitzende des Rohres nach dem Abkühlen ungefähr auf die Aufweitungstemperatur aufgeheizt und auf einen gekühlten Dorn aufgeschrumpft wird.



   Durch das Aufweiten des Rohres im Kalibrator, wobei die Fliessbedingungen der Rohrwand aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen über die Wandstärke sowie aufgrund der unterschiedlichen Randbedingungen innerhalb und ausserhalb des Rohres im Kalibrator unterschiedlich sind, werden in dem Rohr Eigenspannungen erzeugt, die in Abhängigkeit von der Temperatur und der Zeit das aufgeweitete Rohr in seine extrudierte Form zurückbringen möchten. Dieser sogenannte  Memory-Effekt , der an sich unerwünscht ist, da er die Massgenauigkeit und Beständigkeit von Kunststofformen herabsetzt, wird in sehr vorteilhafter Weise zur Verjüngung des Rohrendes ausgenutzt. Das verjüngte Rohrende hat daher aufgrund der bereits ausgetriebenen Eigenspannungen eine sehr hohe Mass- und Formgenauigkeit.

  Das normale, im Kalibrator etwas aufgeweitete Ende des unteren Rohres, in welches das verjüngte Ende des oberen Rohres hineingesteckt wird, kann höchstens mit der Zeit aufgrund von Sonneneinwirkung etwas schrumpfen, wonach die Dichtheit der Steckverbindung noch erhöht wird.



   Es ist vorteilhaft, wenn sofort nach dem Aufschrumpfen des verjüngten Rohrendes auf den Dorn eine Hülse über das verjüngte Ende aufgeschoben wird, um eine gleichmässige Abschrägung zwischen dem verjüngten und dem normalen, d. h. nicht verjüngten Rohrteil zu erzielen. Eine solche Abschrägung, welche die Dichtheit der Steckverbindung erhöht, lässt sich nicht nur sehr einfach, sondern auch beliebig und sehr gleichmässig verwirklichen.



   Gemäss einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens kann das aufzuschrumpfende Rohrende durch Füllung eines Wassersackes, der einen Teil des Dornes bildet, gegen ein gekühltes Aussenwerkzeug ge  drückt werden. Mit diesem Verfahren wird eine sehr grosse Genauigkeit des wichtigsten Funktionsmasses der Steckverbindung, nämlich des Aussendurchmessers des verjüngten Rohrendes erzielt.



   Ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestelltes Rohr weist ein in Durchflussrichtung austrittseitig verjüngtes Ende auf, dessen Aussendurchmesser um die doppelte Wandstärke plus dem für die Passtoleranz notwendigen Mass kleiner ist als der Aussendurchmesser des nicht verjüngten Rohrteiles. Eine aus solchen Rohren hergestellte Steckverbindung genügt allen durch die DIN-Vorschriften gegebenen Bedingungen. Sie bietet des ferneren ein architektonisch gefälliges Bild, da, weil der Überdeckungsbereich innerhalb des normalen Rohrteiles liegt, keine Muffen sichtbar sind.



   Es ist sehr zweckmässig, wenn ein   Übergangsstück    mit einem oberen aufgeweiteten Ende, dessen Innendurchmesser wenig grösser als der Aussendurchmesser des normalen Rohres ist, und mit einem unteren verjüngten Ende, vorhanden ist, dessen Aussendurchmesser um die doppelte Wandstärke plus dem für die Passform notwendigen Mass kleiner als der Aussendurchmesser des normalen Rohres ist. Ein solches Übergangsstück kann in vorteilhafter Weise in einem Fallrohrsystem dort eingesetzt werden, wo zwei normale Rohrenden aneinanderstossen. Das   Übergangsstück    kann nach den gleichen Verfahrensschritten hergestellt werden wie die Rohre. Nach dem Verlassen des Kalibrators weist das Rohr, welches Ausgangsprodukt für das Übergangsstück ist, den Durchmesser des aufgeweiteten Endes des   Übergangsstückes    auf.

  Im verlegten Zustand ist dieser aufgeweitete Teil des Übergangsstückes stärker der Sonnenbestrahlung ausgesetzt als das in dieses Ende des Übergangsstückes hineingesteckte, normale Ende des oberen Rohres. Daher schrumpft dieser aufgeweitete Teil des Übergangsstückes, auch aufgrund seiner stärkeren Aufweitung im Kalibrator, schneller als das normale Ende des oberen Rohres, so dass die Dichtung mit der Zeit noch besser wird.



   Die Möglichkeit, die Übergangsstücke zu verwenden, lassen sich vorteilhaft noch erweitern, wenn zwischen dem aufgeweiteten Ende und dem verjüngten Ende noch ein Rohrteil mit normalem Durchmesser angeordnet ist. Hierdurch können auch beliebig lange Abfallstücke des normalen Rohres in das Fallrohrsystem eingebaut werden.



   Die Formstücke, wie z. B. Krümmer oder dergleichen, die zur Vervollständigung des Fallrohrsystems erforderlich sind, werden im Spritzverfahren hergestellt, wobei die Enden dieser Formstücke die gleichen Masse wie die nach dem erläuterten Verfahren hergestellten Rohre aufweisen.



   Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Extrusionsvorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines gekühlten Dornes mit einem aufgeschrumpften Rohrende und einer  übergeschobenen Hülse,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Vorrichtung, bei welcher ein Wassersack das aufgeschrumpfte Rohrende gegen ein gekühltes Aussenwerkzeug drückt,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Fallrohrsystems mit Formstücken und Rohren,
Fig. 5 einen Querschnitt durch das verjüngte Ende eines Rohres oder Formstückes, wobei die Ausbeulungen in übertriebener Grösse dargestellt sind,
Fig. 6a ein Übergangsstück mit drei Bereichen, mit drei verschiedenen Durchmessern,
Fig.

   6b ein Übergangsstück mit zwei Bereichen, mit zwei   verschiedenen Durchmessern, und
Fig. 7 eine Steckverbindung mit einem in einer Sicke ange-    ordneten Dichtungsring.



   Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zeigt in der linken Hälfte andeutungsweise ein Spritzwerkzeug. Der Düsenaustrittsteil 1 weist eine rundumlaufende Ausnehmung 2 auf, in der eine Zentrierdüse 3 angeordnet ist, die einen Dorn 4 umgreift. Die Zentrierdüse 3 wird durch einen Stirnring 5, der mit dem Düsenaustrittsteil 1 bei 6 verschraubt ist, in der Ausnehmung 2 gehalten. Mittels Schrauben 7 kann die Zentrierdüse 3 den Ringraum 8 für die Bildung des Kunststoffrohres 9 bestimmen. Die Zentrierdüse kann zur Herstellung von Kunststoffrohren mit gleichen oder unterschiedlichen Wandstärken relativ zum Dorn 4 verstellt und auf kleineren Durchmesser gebracht werden. Anschliessend an die Zentrierdüse 3 in Extrusionsrichtung befindet sich der hohlzylinderförmige Kalibrator 10. Er ist wassergekühlt, was durch die Pfeile angedeutet ist.

  Wie in Fig. 1, so ist auch in den Fig. 2 und 3 der Zu- und Abfluss von Kühlwasser durch Pfeile angedeutet. Am rechten Ende der Fig. 1 ist zu sehen, wie das schon erkaltete Kunststoffrohr 9 mit der Vorrichtung 11 aus dem Extruder herausgezogen wird. Der Raum 12 im Rohr 9 im Bereich des Kalibrators steht unter erhöhtem Luftdruck. Die Pressluft wird aus dem Dorn 4 durch die Leitung 13 in den Raum 12 geführt. Eine Befestigungsvorrichtung 14 hält eine Gummi membran 15 zur Aufrechterhaltung des Druckluftkissens.



  Eine nicht dargestellte Heizvorrichtung erwärmt den Düsen austrittsteil 1 und die Zentrierdüse 3. Im Bereich links vom
Dorn strömt aufgeheizter Kunststoff nach rechts in den Ring raum 8, und es bildet sich das Kunststoffrohr 9 aus, das sich im Bereich der Zentrierdüse 3 noch im plastischen Zustand befindet. Im Bereich des Kalibrators, an dessen Innenkontu ren das Kunststoffrohr durch die Pressluft angedrückt wird, kühlt sich das Rohr ab und ausserhalb des Kalibrators 10 be findet sich das Kunststoffrohr in kaltem erhärtetem Zustand.



   Man erkennt, dass der Innendurchmesser des Kalibrators 10 grösser ist als der Innendurchmesser der Zentrierdüse 3, so dass das extrudierte Rohr im Kalibrator aufgeweitet wird.



   Das im Kalibrator aufgeweitete und abgekühlte Rohr wird an einem Ende ungefähr auf die Aufweitungstemperatur auf geheizt, z. B. durch Widerstandsheizung und auf einen wasser gekühlten Dorn 16, der vorteilhaft mit einer  Teflon -Schicht
17 überzogen ist, aufgeschrumpft (siehe   Fig. 2).    Der Aussen durchmesser des Dornes ist ungefähr gleich dem Innendurch messer des aus der Zentrierdüse 3 austretenden Rohres. So fort nach dem Aufschrumpfen wird eine Hülse 18 über das Rohrende geschoben, um eine bestimmte gleichmässige Ab schrägung 19 am Übergang vom verjüngten zum normalen
Rohrdurchmesser zu erhalten.



   Das nach dem Abkühlen wieder ungefähr auf die Aufwei tungstemperatur aufgeheizte Rohrende kann auch auf einen
Forn geschoben werden, der im wesentlichen aus einem ela stischen Wassersack 20 besteht (siehe   Fig. 3).    Während des
Aufschrumpfens wird der Wassersack schlagartig mit Wasser gekühlt, so dass das Rohrende von innen an das gekühlte
Aussenwerkzeug 21 gedrückt wird, wobei der Aussendurch messer des Rohres genau fixiert werden kann.



   In Fig. 4 ist schematisch ein Fallrohrsystem mit Rohren 22 und Formstücken 22' gezeigt. Das Rohr 22 bzw. Formstück
22' weist ein oberes Ende 23 bzw. 23' auf mit gleichem
Aussen- und Innendurchmesser wie etwa in der Mitte des
Rohres 22 bzw. Formstückes 22'. Unten am Rohr oder
Formstück befindet sich ein verjüngtes Ende 24 bzw. 24', welches in das obere Ende des nächsten unteren Rohres oder
Formstückes eingesteckt wird.



   Sollte durch mehrmaliges Schneiden ein Rohr mit zwei nicht verjüngten Enden 23 vorhanden und mit einem glei chen, nicht verjüngten Ende zu verbinden sein, so kann die  ses Rohr mittels des Übergangsstückes 25 bzw. 26 (siehe Fig. 6a und 6b), in der dargestellten Weise geschehen.



   Obwohl eine zusätzliche Abdichtung bei der erläuterten
Steckverbindung an sich nicht erforderlich ist, kann man je doch beispielsweise für die Verwendung bei Druckrohren, wie in Fig. 7 dargestellt, einen Dichtungsring 27 in einer
Sicke 28 des normalen Endes des Rohres anordnen.



   Es ist auch möglich, das verjüngte, untere Ende des oberen Rohres oder Formstückes mit dem oberen Ende des nächst übergreifenden Rohres oder Formstückes längs des  Überlappungsbereiches zu verkleben. Darüberhinaus kann man im verjüngten Teil des Rohres oder Formstückes min destens zwei kleinste nach aussen gerichtete Ausbeulungen
29 zur besseren Halterung des ohne Verklebung aufgesteckten Rohres oder Formstückes anordnen, wie in Fig. 5 dargestellt ist. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   I. Verfahren zur Herstellung eines Rohres aus Kunststoff mit einem verjüngten Ende, insbesondere eines Dachrinnen- fallrohres, das mit seinem unteren Spitzende in das nächstfolgende untere Rohr einsteckbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das extrudierte Rohr nach dem Austritt aus dem Extrusionswerkzeug in einem Kalibrator aufgeweitet, das Spitzende des Rohres nach dem Abkühlen ungefähr auf die Aufweitungstemperatur aufgeheizt und auf einen gekühlten Dorn aufgeschrumpft wird.

   II. Rohr, hergestellt nach dem Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es ein in Durch flussrichtung austrittseitig verjüngtes Ende (24) aufweist, dessen Aussendurchmesser um die doppelte Wandstärke plus dem für die Passtoleranz notwendigen Mass kleiner ist als der Aussendurchmesser des nicht verjüngten Rohrteiles.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sofort nach dem Aufschrumpfen des verjüngten Rohrendes auf den Dorn eine Hülse über das verjüngte Ende zur gleichmässigen Abschrägung zwischen dem verjüngten und dem normalen Rohrteil aufgeschoben wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeich net, dass das aufzuschrumpfende Rohrende durch Füllung eines Wassersackes, der einen Teil des Dornes bildet, gegen ein gekühltes Aussenwerkzeug gedrückt wird.