DE1125144B

DE1125144B - Verfahren zur Verfestigung von Rohren aus Kunststoff

Info

Publication number: DE1125144B
Application number: DEF18754A
Authority: DE
Inventors: Georg Diedrich; Dr-Ing Erwin Gaube; Dr-Ing Kurt Richard
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1955-10-29
Filing date: 1955-10-29
Publication date: 1962-03-08

Description

Verfahren zur Verfestigung von Rohren aus Kunststoff Es ist bekannt, Rohre aus makromolekularen Stoffen, wie Polyäthylen, auf Extrudern oder Strangpressen bei Temperaturen oberhalb des Erweichungs-oder Kristallitschmelzpunktes oder -bereiches herzustellen.
Es ist ferner bekannt, aus Polystyrol oder polystyrolhaltigen Massen Rohre herzustellen und diese bei normaler oder erhöhter Temperatur durch Innendruck aufzuweiten, um durch Dehnen eine Verfestigung zu erreichen.
Es wurde nun gefunden, daß man Rohre aus Polyolefinen oder Trifluorchloräthylenen durch Aufweiten dadurch verfestigen kann, daß man die Rohre bei höheren, jedoch unterhalb des Kristallitschmelzpunktes liegenden Temperaturen mittels eines Dorns aufweitet, wobei zur Verminderung der Reibung am Dorn zusätzlich Innendruck angewendet werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit Rohren aus Niederdruckpolyäthylen, Hochdruckpolyäthylen, Polytrifluorchloräthylen u. dgl. durchführen. Besonders vorteilhafte Ergebnisse erhält man, wenn das obige Verfahren mit Niederdruckpolyäthylen, z. B. hergestellt mit Hilfe von Ziegler-Katalysatoren, durchgeführt wird.
Die erfindungsgemäße Anwendung eines Dornes zur Aufweitung hat gegenüber einer Aufweitung mittels eines gasförmigen oder flüssigen Druckmediums einen besonderen technischen Vorteil insofern, als sich damit bei gleicher Temperatur das Aufweitverhältnis erheblich steigern läßt, ohne daß die Einschnürung auftritt. So läßt sich z. B. bei 1200 C ein Rohr aus Niederdruckpolyäthylen mittels Druckluft um etwa 2001o aufweiten, mittels eines Dornes dagegen um über 2000/0.
Diese gleichmäßige Aufweitung ist mit einer Verfestigung verbunden, die zwar nicht an die Festigkeitswerte nach vollkommener Verstreckung mit Fließstelle heranreicht, jedoch eine erhebliche Vergütung der Rohre bewirkt.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, das beim Rohr infolge seiner geometrischen Form gegebene Verhältnis der Rohrwandbeanspruchung von 2 : 1 zwischen Umfangs- und Längsrichtung bei Innendruck zu berücksichtigen und verfestigte Rohre mit doppelter Umfangsfestigkeit herzustellen.
Die Aufheizung des Rohres im Bereich der zu verfestigenden Zone kann durch den heißen Dorn oder durch Aufheizung von innen und außen erfolgen.
Die Temperatur ist je nach dem Material einerseits so hoch zu wählen, daß eine örtliche Einschnürung (Fließstelle) vermieden wird, andererseits darf sie nicht zu hoch sein, da sonst die Festigkeitssteigerung beeinträchtigt wird. Die Größe der Verfestigung in Umfangs- und Längsrichtung kann durch die Form (flach- oder steilkonisch, ballige Form oder kugeliger Übergang am Konusanfang) und den Durchmesser des Dornes sowie die Temperatur, die Durchzugsgeschwindigkeit und Abkühlgeschwindigkeit beeinflußt werden. Eine Steigerung der Längsfestigkeit ist auch durch Reckung des Rohres vor dem Dorn oder am Dornanfang zu erzielen, wenn bei der nachfolgenden Aufweitung die Reckung erhalten bleibt.
Hinter dem Dorn muß das Rohr gekühlt (und in Längsrichtung zugentlastet) werden, damit keine weitere Reckung erfolgt. Ferner erfolgt hinter dem Dorn die Kalibrierung, wobei das Rohr über einen gekühlten Zylinder (-hülse) läuft oder durch Innendruck gegen eine äußere Hülse gepreßt wird. Durch Innendruck vor und hinter dem Konus wird die Reibung des Rohres auf dem Dorn wesentlich vermindert und die praktische Durchführung des Verfestigungsvorganges erheblich erleichtert. Rillenförmige Aussparungen auf dem Konus und gleichzeitige Anwendung von Innendruck sind unter Umständen günstig. Das beschriebene Verfahren kann in der Weise geändert werden, daß durch Vorwalzen oder Aufweiten mit Vordorn zunächst eine gewisse Verfestigung in Umfangsrichtung erzielt wird; dadurch ist es möglich, anschließend mit Innendruck oder Dorn weiter zu verfestigen, gegebenenfalls auch bei Raumtemperatur. Eine Aufweitung durch Innendruck allein ist nicht günstig, da an immer vorhandenen schwächeren Stellen leicht Brüche oder örtlich größere Verformungen auftreten.
Beispiel Man zieht durch Rohre aus Niederdruckpolyäthylen mit 25 mm Innendurchmesser und 2 bis 4 mm Wanddicke konische Dorne bis zu 60mm Durchmesser bei Temperaturen zwischen etwa 100 und 1300 C und kühlt nach erfolgter Aufweitung ab. Auf die vorgenannte Weise läßt sich bei Niederdruckpolyäthylenrohren mit einer Ausgangsfestigkeit von etwa 200 kg/cm2 eine annähernd gleichmäßige Steigerung der Festigkeit in Umfangsrichtung auf etwa 400 kg/cm2 bei einer Längsfestigkeit von 220 kg/cm2 erreichen.
Diese Verhältnisse lassen sich sinngemäß auch auf andere makromolekulare Stoffe, die zur Rohrherstellung dienen, übertragen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Verfestigung von Rohren aus Polyolefinen oder Trifluorchloräthylen durch Aufweiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre bei höheren, jedoch unterhalb des Kristallitschmelzpunktes liegenden Temperaturen mittels eines Dorns aufgeweitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, jedoch dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung der Reibung am Dorn zusätzlich Innendruck angewandt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 675 525, 673 607, 653 250; britische Patentschrift Nr. 714 105; schweizerische Patentschriften Nr. 308 956, 290 384; Kunststoff-Lexikon, 1958, Carl Hanser-Verlag; »Injection Molding of Plastics«, 1947, Islyn Thomas, Reinhold Publishing Corporation New York.