DE102021200908A1

DE102021200908A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von gekrümmten Schläuchen oder Rohren aus thermoplastischen Halbzeugen

Info

Publication number: DE102021200908A1
Application number: DE102021200908.5A
Authority: DE
Inventors: Ansgar Hansen; Florian Kuhlhoff; Julius Runge; Andreas Koehler
Original assignee: ContiTech Techno Chemie GmbH
Current assignee: ContiTech Techno Chemie GmbH
Priority date: 2021-02-01
Filing date: 2021-02-01
Publication date: 2022-08-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von gekrümmten Schläuchen (2) oder Rohren (2) aus thermoplastischen Halbzeugen. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die eine Herstellung der geschilderten Schläuche oder Rohre mit möglichst glatter Innenschicht, möglichst ohne Abdrücke auf der Außenschicht und energie- und zeiteffizient ermöglichen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorrichtung als Rohrdorn (1) mit vorbestimmter Kontur ausgebildet ist, und die Vorrichtung im Inneren des Rohrdorns (1) jeweils mindestens ein Heizmittel (6) oder mindestens ein Kühlmittel (7) oder mindestens ein Heiz- (6) und ein Kühlmittel (7) aufweist, wobei je nach Betriebszustand entweder das Heizmittel (6) oder das Kühlmittel (7) wirksam ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von gekrümmten Schläuchen oder Rohren aus thermoplastischen Halbzeugen.
Die Formgebung von thermoplastischen Schlauch- oder Rohrleitungen erfolgt häufig in einem Halbschalenwerkzeug. In diesem Werkzeug wird die Schlauchleitung unter Formzwang erwärmt und anschließend wieder abgekühlt. Das verwendete Halbschalenwerkzeug besteht beispielsweise aus eine Metallrohr, welches so aufgetrennt ist, dass sich Halbzeug einlegen lässt.
Um bei der Erwärmung ein kollabieren des eingelegten Halbzeugs zu verhindern, wird vor dem Einlegen in das Werkzeug eine Stützfeder in das Halbzeug eingeführt.
Ein derartiges Verfahren kann dazu führen, dass die Innenschicht des Schlauches durch den eingeführten Kollabierschutz unter Wärmeeinwirkung beschädigt wird oder unerwünschte Abdrücke aufweist. Auch die Gestaltung des Metallrohrs mit Öffnungen, in dem das eingelegte Halbzeug unter Formzwang erwärmt wird, kann unerwünschte Abdrücke auf der Außenoberfläche des fertigen Schlauches oder Rohres hinterlassen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Herstellung der geschilderten Schläuche oder Rohr mit möglichst glatter Innenschicht, möglichst ohne Abdrücke auf der Außenschicht und energie- und zeiteffizient ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorrichtung als Rohrdorn mit vorbestimmter Kontur ausgebildet ist, und die Vorrichtung im Inneren des Rohrdorns jeweils mindestens ein Heizmittel oder mindestens ein Kühlmittel oder mindestens ein Heiz- und ein Kühlmittel aufweist, wobei je nach Betriebszustand entweder das Heizmittel oder das Kühlmittel wirksam ist.
Ein Rohrdorn hat den Vorteil, dass durch die hohle Form ein Aufheizen und Abkühlen schneller realisierbar ist. Durch eine glatte Oberfläche lassen sich die thermoplastischen Halbzeugen gut auf den Rohrdorn aufschieben und weisen nach der Formgebung keine Abdrücke an Innen- und Außenschicht auf. Die Heiz- und Kühlmittel ermöglichen ein schnelles Heizen und Abkühlen der Vorrichtung, was in einer deutlichen Reduktion der Prozesszykluszeiten resultiert.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Heizmittel ein Heizflui und weist die Vorrichtung mindestens einen Heizmittelzufluss auf und ist das Kühlmittel ein Kühlfluid und weist die Vorrichtung mindestens einen Kühlmittelzufluss sowie mindestens ein Umschaltventil auf, wobei je nach Betriebsposition des Umschaltventils entweder das Heizmittel oder das Kühlmittel durch den Rohrdorn (1) hindurch leitbar ist.
Als Fluide können hier häufig sowieso vorhandene Heizungswasserleitungen oder Kühlwasserleitungen eingesetzt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Heiz- oder Kühlmittelzuflüsse jeweils als Ringleitung ausgebildet.
Die Form einer Ringleitung erlaubt geschlossene Heiz- oder Kühlmittelkreisläufe, die eine Nutzung der Restwärme oder Restkälte ermöglichen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Heizmittel als elektrischer Heizkörper oder das Kühlmittel als elektrischer Kühlkörper ausgebildet oder sind das Heizmittel als elektrischer Heiz- und das Kühlmittel als elektrischer Kühlkörper ausgebildet.
Elektrische Heiz- und Kühlpatronen sind weit verbreitet und daher verhältnismäßig leicht beschaffbar.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung von gekrümmten Schläuchen oder Rohren aus thermoplastischen Halbzeugen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine Herstellung der geschilderten Schläuche oder Rohr mit möglichst glatter Innenschicht, möglichst ohne Abdrücke auf der Außenschicht und energie- und zeiteffizient möglich ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Verfahren mindestens folgende Arbeitsschritte aufweist, nämlich

- Bereitstellung eines Halbzeugs aus thermoplastischem Material,
- Aufschieben des Halbzeugs auf einen Rohrdorn mit vorbestimmter Kontur,
- Einbringen des Halbzeugs auf dem Rohrdorn in eine Umgebung mit vorgegebener Temperatur, dabei auch Aufheizen des Rohrdorns durch ein Heizmittel im Inneren des Rohrdorns mit vorgegebener Temperatur, wobei die Temperaturen unterhalb der Verflüssigungstemperatur des Halbzeugs liegen, dabei Plastifizierung des Halbzeugs,
- Abkühlen des geformten Halbzeugs auf dem Rohrdorn, dabei auch Abkühlen des Rohrdorns durch das Kühlmittel im Inneren des Rohrdorns.

Dieses Verfahren ermöglicht eine einfache und energiesparende Herstellung der Schläuche oder Rohre, da die aufzuwärmenden bzw. ab zu kühlenden Massen durch den Rohrdorn geringer sind als bei Verwendung von massiven Dornen. Durch das Anwenden von Heiz- oder Kühlmitteln im Inneren des Rohrdorns ist dieser aktiv aufheiz- oder kühlbar, so dass sich die Aufheiz- und Abkühlvorgänge des Halbzeugs erheblich beschleunigen lassen.
Die Rohrdorne sorgen für eine glatte Oberfläche der Innenschicht und eine abdruckfreie Oberfläche der Außenschicht der thermoplastischen Schläuche oder Rohre.
Anhand der Zeichnung wird ein Beispiel der Erfindung näher erläutert. Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer einfachen Prinzipskizze. Auf einen Rohrdorn 1 aus Metall ist ein thermoplastisches Halbzeug 2 aufgeschoben. Der Rohrdorn 1 ist an einem hier nicht näher dargestellten Gestell 3 mit einer Schweißung 4 befestigt. An dem Gestell 3 können weitere Rohrdorne angeordnet sein, sind jedoch hier nicht gezeigt. Das Gestell 3 hat eine hier nicht sichtbare Bohrung, die mit dem in den Hohlraum 5 des Rohrdorns 1 korrespondiert.
An den Rohrdorn 1 ist auf nicht mehr gezeigte Weise, beispielsweise mit Bajonettverschluss ein Umschaltventil 5 angekoppelt. Eine Heizmittelzuleitung 6 und eine Kühlmittelzuleitung 7 sind fluidführend mit dem Umschaltventil 5 verbunden. An dem Gestell 3 ist ein weiteres, hier nicht sichtbares Umschaltventil derart angeordnet, dass es über die nicht sichtbare Bohrung in dem Gestell 3 mit dem Rohrdorn kommuniziert. An dem weiteren Umschaltventil sind eine Heizmittelrückleitung 8 und eine Kühlmittelrückleitung 9 fluidführend angekoppelt.
Die Anordnung befindet sich in einem Autoklaven, der hier nicht gezeigt ist und mindestens die Umgebung des Halbzeugs 2 mit Wärme beaufschlagen kann. Dabei sind das Umschaltventil 5 und das weitere Umschaltventil so eingestellt, dass ein hier nicht gezeigtes Heizmittel über die Heizmittelzuleitung 6, das Umschaltventil 5 und den Rohrdorn 1 in das weitere Umschaltventil und in die Heizmittelrückleitung 8 förderbar ist.
Damit ist die Aufheizung des Halbzeug 2 deutlich zu beschleunigen.
Nach vorbestimmter Plastifizierungszeit im Autoklaven und Wegfall der Autoklavenwärmezufuhr sind das Umschaltventil 5 und das weitere Umschaltventil in eine Betriebsposition umschaltbar, in der ein hier nicht gezeigtes Kühlmittel über die Kühlmittelzuleitung 7, das Umschaltventil 5, den Rohrdorn 1 und das weitere Umschaltventil in die Kühlmittelrückleitung 9 förderbar ist. Dadurch ist der Rohrdorn 1 aktiv kühlbar, was die Abkühlzeiten stark reduziert.
Nach Erkalten kann die dann formstabil ausgeformte Schlauch- oder Rohrleitung 2 vom Rohrdorn 1 abgezogen werden.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)

1: Rohrdorn
2: thermoplastisches Halbzeug, Schlauch- oder Rohrleitung
3: Gestell
4: Schweißung
5: Umschaltventil
6: Heizmittel, Heizmittelzuleitung
7: Kühlmittel, Kühlmittelzuleitung
8: Heizmittelrückleitung
9: Kühlmittelrückleitung

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von gekrümmten Schläuchen (2) oder Rohren (2) aus thermoplastischen Halbzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Rohrdorn (1) mit vorbestimmter Kontur ausgebildet ist, und die Vorrichtung im Inneren des Rohrdorns (1) jeweils mindestens ein Heizmittel (6) oder mindestens ein Kühlmittel (7) oder mindestens ein Heiz- (6) und ein Kühlmittel (7) aufweist, wobei je nach Betriebszustand entweder das Heizmittel (6) oder das Kühlmittel (7) wirksam ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmittel (6) ein Heizfluid ist und die Vorrichtung mindestens einen Heizmittelzufluss aufweist und dass das Kühlmittel (7) ein Kühlfluid ist und die Vorrichtung mindestens einen Kühlmittelzufluss sowie mindestens ein Umschaltventil (5) aufweist, wobei je nach Betriebsposition des Umschaltventils (5) entweder das Heizmittel (6) oder das Kühlmittel (7) durch den Rohrdorn (1) hindurch leitbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiz- (6) oder Kühlmittelzuflüsse (7) jeweils als Ringleitung (6,8,7,9) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmittel (6) als elektrischer Heizkörper oder das Kühlmittel (7) als elektrischer Kühlkörper ausgebildet oder das Heizmittel als elektrischer Heiz- und das Kühlmittel als elektrischer Kühlkörper ausgebildet sind.
Verfahren zur Herstellung von gekrümmten Schläuchen (2) oder Rohren (2) aus thermoplastischen Halbzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens folgende Arbeitsschritte aufweist, nämlich - Bereitstellung eines Halbzeugs (2) aus thermoplastischem Material, - Aufschieben des Halbzeugs (2) auf einen Rohrdorn (1) mit vorbestimmter Kontur, - Einbringen des Halbzeugs (2) auf dem Rohrdorn (1) in eine Umgebung mit vorgegebener Temperatur, dabei auch Aufheizen des Rohrdorns (1) durch ein Heizmittel (6) im Inneren des Rohrdorns (1) mit vorgegebener Temperatur, wobei die Temperaturen unterhalb der Verflüssigungstemperatur des Halbzeugs (2) liegen, dabei Plastifizierung des Halbzeugs (2), - Abkühlen des geformten Halbzeugs (2) auf dem Rohrdorn (1), dabei auch Abkühlen des Rohrdorns durch das Kühlmittel (7) im Inneren des Rohrdorns (1).