DE1203940B

DE1203940B - Verfahren zum Herstellen von Rohren mit Querrillen aus thermoplastischem Kunststoff und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1203940B
Application number: DEH38835A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Hegler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-03-05
Filing date: 1960-03-05
Publication date: 1965-10-28
Also published as: NL133452C; FR12876341A; AT253763B; CH390530A

Description

Verfahren zum Herstellen von Rohren mit Querrillen aus thermoplastischem Kunststoff und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Bei der Herstellung von Rohren aus thermoplastischem Kunststoff mit Querwellen ist die Formgebung von besonderer Bedeutung, da nur eine gleichmäßige Wandstärke der profilierten Rillen die notwendige Festigkeit gewährleistet. Gleichzeitig sollen die Rohre aber gut biegsam sein, ohne daß die Gefahr besteht, daß beim Biegen der Rohre diese an Stellen geringerer Wandstärke brechen, und es muß insbesondere bei der Verwendung als Mantelrohre zur Verlegung elektrischer Leitungen ein genügend hoher Isolationswert vorhanden sein. Es ist bekannt, derartige Rohre absatzweise zu fertigen. Eine solche Fertigung gibt jedoch sein gleichmäßiges Erzeugnis und eignet sich nicht zur Herstellung großer Längen. Es ist bekannt, solche Rohre in einem kontinuierlichen Verfahren in der Weise zu fertigen, daß zuerst ein glatter Kunststoffschlauch hergestellt wird, der nach dem Verlassen der Strangpresse in im Kreislauf geführte geteilte Kokillen mit Querrillen gebracht wird, aus denen die Luft abgesaugt wird. Bei diesem bekannten Verfahren legt sich der aus dem Extruder kommende weiche Kunststoffschlauch zuerst an den Scheitelpunkten der zwischen den Rillen stehenden Rippen an, so daß er unter Luftabschluß gegenüber den benachbarten Rillen über die Rille gespannt ist und sich unter entsprechender Dehnung in die Rille legt.
Diese Dehnung erfolgt unter dem Einfluß des inneren Überdruckes, der, da er auf Werte unter einer Atmosphäre begrenzt ist, nicht ausreicht, eine starke Dehnung des Kunststoffschlauches zu bewirken, so daß nach diesem Verfahren nur dünnwandige Rohre oder Rohre mit verhältnismäßig niederen Querwellen angefertigt werden können. Es ist auch bekannt, statt die Luft aus den Rillen abzusaugen, den Kunststoffschlauch durch in das Innere des Schlauches eingeleitete Preßluft aufzublasen und in die Rillen der Kokillen zu drücken. Bei diesem bekannten Verfahren muß das Ende des Schlauches dicht verschlossen werden, damit die Preßluft nicht entweichen kann, und auch bei diesem Verfahren legt sich die Schlauchwand zuerst an die Rippen an, so daß auch hier eine ungleichmäßige Wandstärke entsteht.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen von Rohren mit Querrillen aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem ein aus einer Strangpresse austretender Schlauch zwischen im Kreislauf geführte, geteilte, sich zur Hohlform ergänzende Kokillen mit Querrillen geführt und durch Unterdruck in die Querrillen der Kokillen hineingesaugt wird, wobei erfindungsgemäß die Nachteile der bekannten Verfahren dadurch vermieden sind, daß der Schlauch mit einer Geschwindigkeit aus der Schlauch- presse ausgepreßt wird, die größer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Kokillen auf ihre Bahn geführt werden, und daß das Einsaugen des Schlauches in die einzelnen Querrillen nacheinander beginnt. Dadurch, daß der Schlauch beim Austritt aus der Schlauchpresse eine größere Geschwindigkeit hat, als der Geschwindigkeit, mit der die Kokillen geführt werden, entspricht, kann erreicht werden, daß die Länge des extrudierten Schlauches der Länge der in Querwellen gelegten Wand entspricht, so daß sich der Kunststoffschlauch ohne eine merkliche Dehnung in die Rillen der Kokillen legen kann. Dadurch, daß nun zusätzlich das Einsaugen des Schlauches in die einzelnen Rillen nacheinander beginnt, wird erreicht, daß sich der weiche Schlauch in einer Rille vollständig an die Rillenwand angelegt hat, ehe das Absaugen der Luft aus der nachfolgenden Rille beginnt, wobei der Schlauch vor dem Beginn des Ansaugens nicht an den Rippen der Kokille anliegt, sondern zwischen Schlauch und Kokille etwas Luft von außen nachströmt, die verhindert, daß sich der Schlauch vorzeitig an die Rippen der Kokillen anlegt.
Nach Abkühlung unter der Erweichungstemperatur kann das geformte Kunststoffrohr durch Einführung von Druckluft in die Kokillen von diesen abgelöst werden.
Zur Durchführung des Verfahrens dient zweckmäßig eine Vorrichtung, bei der zwei Reihen Kokillen, von denen je zwei sich zur geschlossenen Rohrform ergänzen, je in einem geschlossenen Umlauf geführt sind, jede der mit Rillen versehenen Kokillen mit Bohrungen an der Unterseite versehen ist und diese Bohrungen längs einer Wegstrecke, auf der je zwei Kokillen sich zur Rohrform ergänzend geführt sind, mit einem Luftabsaugekanal verbunden sind. Gemäß der weiteren Erfindung sind die beiden Kokillenreihen auf einer Grundplatte gleitend angeordnet, jede Rille steht durch Schlitze mit nur dieser Rille zugeordneten, an der Unterseite der Kokille ausmündenden Bohrungen in Verbindung, und in der Bahn der Bohrungen ist ferner ein Luftzuführungskanal zum Einblasen von Luft in die Kokillen vorgesehen. Die Kokillen weisen zweckmäßig an der Außenseite Abschrägungen auf, die beim Schließen durch Schrägführungen geführt werden, und an der Innenseite Abschrägungen, die beim Öffnen an Führungen geführt werden. An jedem Kokillenteil kann in der Mitte ein Bolzen vorgesehen sein, und die Bolzen der zur gleichen Reihe gehörenden Kokillenteile sind durch Verbindungsglieder zu einer Kette vereinigt.
Innerhalb des Kunststoffschlauches kann ein Führungsdorn vorgesehen sein, der in den Raum, in dem sich die Kokillen schließen, bis zu der Stelle, an der das Absaugen der Luft aus den Rillen beginnt, hineinragt. Die Kunststoffe zeigen, insbesondere wenn sie beim Einbringen in den Extruder nicht ganz frei von Feuchtigkeit waren, die Neigung, nach dem Austreten aus dem Extruder Gase abzugeben. Dadurch entsteht die Gefahr, daß sich zwischen dem Dorn und dem sich über dem Dorn bewegenden Kunststoffschlauch Gasblasen bilden, die wieder zur Folge haben, daß der weiche Kunststoffschlauch Verformungen oder Beschädigungen erleidet, die insbesondere bei dem folgenden Falten des Schlauches dazu führen können, daß in diesem Löcher entstehen. Um die Bildung solcher Gasblasen auch bei nachgasenden Kunststoffen zu vermeiden und gleichzeitig das Gleiten des Kunststoffschlauches über den Dorn zu erleichtern, kann am Ende des Dornes ein Spalt vorgesehen sein, durch den ein Luftstrom austritt, durch dessen Saugwirkung die Luft aus dem Raum zwischen Dorn und Kunststoffschlauch abgesaugt wird. Zu diesem Zweck kann der Führungsdorn eine axiale Bohrung aufweisen, wobei der an seinem Ende vorgesehene Spalt ein Ringspalt ist. In der Grundplatte, auf der die Kokillenteile gleiten, sind zweckmäßig Bohrungen zur Durchleitung eines Kühlmittels vorgesehen.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den F i g. 1 bis 4 dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf den äußeren Aufbau der Gesamtvorrichtung; Fig. 2 zeigt geöffnete Kokillen mit Formteilen nach einem Mittelausschnitt der F i g. 1; F i g. 3 zeigt einen Schnitt nach A-A der F i g. 2; Fig. 4 zeigt einen Teilausschnitt der Fig. 1 als Draufsicht mit einem Schnittdetail nach B-B der Fig. 2.
Aus F i g. 1 ist der äußere Aufbau der Gesamtvorrichtung für die Herstellung nahtloser, quergerippter, flexibler Kunststoffrohre zu erkennen. Auf einer Grundplatte 1 bewegen die regelbar gleichgesteuerten Antriebskettenräder 2 und 3, die sich in entgegengesetzten Richtungen drehen, eine Anzahl von endlos verbundenen Kokillenhälften 4 und ã, die in der Mittelachse der Grundplatte geschlossene Formen für die Querrillenausbildung eines nahtlosen Rohrschlauches ergeben. Nach dem Öffnen der Kokillenhälften zur Freigabe des fertig gerillten Rohres laufen die Hälften über ihre Bahn nach Umlenkung über gleichartige Umlenkräder 2 a und 3 a zurück, um gekühlt erneut für einen kontinuierlichen Formvor- gang bereit zu sein. Für die Umlenkung an den Antriebs- und Umlenkrädern sind die Kokillenhälften mit mittig angeordneten, in die Räder eingreifenden Bolzen 6 versehen, und die Laschen 7 verbinden alle Kokillenglieder oben und unten. Abschrägungen 8 an den Innenkanten der Kokillen ermöglichen ein reibungsloses Umlaufen um die Triebräder. Durch die Warzen 9 mit ihren zugeordneten Gegenpfannen 10 ist ein sicherer Schluß der Kokillenhälften gewährleistet.
Auf der Einlaufseite sind die Keilprismen 11 und 12 für eine Paralleleinstellung der sich schließenden Kokillenhälften angeordnet, die zu diesem Zweck mit der Innenbahn zugewandten untenliegenden Schrägführungen 13 ausgerüstet sind. Auf der Auslaufseite ist ein Keilschwert 14 angeordnet, das wiederum eine Paralleleinstellung der sich öffnenden Kokillenhälften bewirkt, die hierfür eine zweite unten, jedoch an der Außenbahn liegende Schrägführung 15 aufweisen.
Auf der zwischen dem Schließen und Öffnen der Kokillenhälften liegenden eigentlichen Arbeitsstrecke halten in Brücken 18 und 19 gelagerte Rollen 16 und 17 die Kokillenhälften fest geschlossen, wobei die Rollen 17 starr, die Rollen 16 nachgiebig über eine Federlagerung 20 angeordnet für gleichmäßigen Kokillendruck sorgen. Der Einlaufdorn 21 ist am Extruder der Kunststoffspritzmaschine befestigt und führt den aus der Presse austretenden glatten Kunststoffschlauch in die Vorrichtung ein.
Durch eine in F i g. 2 erkennbare Innenbohrung 22 des Einlaufdornes 21 wird Warmluft eingeführt, die durch die schrägen Bohrungen 25 aus dem Dorn in einen Ringspalt 26 ausströmt und nach dem Venturi-Prinzip aus dem Raum zwischen Dorn und Kunststoffschlauch Luft absaugt. Zur Führung dieses Luftstromes ist der Dorn 21 an der Außenseite mit Rillen 23 versehen, damit der Kunststoffschlauch leicht über den Dorn gleiten kann. Das Endstück 24 des Dornes 21 schließt die Innenbohrung 22 ab.
Der aus dem Extruder austretende Kunststoffschlauch 28 wird über den Dorn durch das Luftpolster frei geführt und wird vom Endstück 24 an beginnend in Formrillen 32 der Kokillenformteil-Einsatzschalen 30 durch Unterdruckwirkung eingesaugt. Jede Kokillenhälfte 4 und 5 ist mit diesen Formteil-Einsatzschalen 30 ausgestattet, die für das Außenprofil der Kunststoffrohre mit Rippen 31 und Rillen 32 versehen sind. Die Schrauben 41 dienen zur Befestigung der Formteil-Einsatzschalen 30 innerhalb der Kokillenhälften 4 und 5. Der Außendurchmesser d des Kunststoffschlauches 28 ist um etwa maximal 1 mm kleiner als der Innendurchmesser D der Formrippe 31.
Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, sind in die Formteileinsätze 30 den Rillen 32 entsprechende Außenschlitze 33 eingefräst, die bei 34 in die Rillen einmünden. Brückenartige Ausnehmungen bei 35 stellen eine Verbindung zwischen zwei übereinanderliegenden Schlitzpartien her. Von jeder Rille ausgehende Bohrungen 36 in den Kokillen verbinden die Absaugschlitze bei 34 mit den Abzugskanälen 37 in der Grundplatte, die bei 38 einen abgewinkelten Auslauf aufweisen, damit ein größerer Rillenbereich von der Unterdruckwirkung erfaßt wird. Die Geschwindigkeit der Abzugsbewegung ist für die Formgebung der Rillen im Kunststoffschlauch zum gerillten Rohr etwa halb so groß wie die Geschwindigkeit des aus dem Extruder austretenden Schlauches.
Nach Beendigung der Formgebung des gerillten Kunststoffrohres 29 durch entsprechende Abkühlung erfolgt bei 39 eine Belüftung der Formteile in entgegengesetzter Richtung, wodurch sich das fertige Rohr von den Formwänden ablöst. Die weiterlaufenden Kokillen geben dann das fertige Kunststoffrohr bei ihrer Öffnung über das Keilschwert 14 frei. Die Grundplatte wird durch Bohrungen 40 gekühlt. Ein auf ihr vorhandener Ölfilm läßt die Kokillen leicht gleiten und bewirkt zugleich einen dichten Abschluß zwischen der Grundplatte und den über sie hinweggleitenden Kokillen.
Die Arbeitsweise der Gesamtanlage gemäß der vorliegenden Erfindung verläuft für den Formvorgang des Kunststoffrohres mit Querrillen so, daß der aus einem nicht dargestellten Extruder der Kunststoffpresse austretende glatte Kunststoffschlauch über den am Extruder befestigten Führungsdorn gleitet.
Die auf ihren Bahnen geführten Kokillenteile schließen sich in ihrem Umlauf auf der eigentlichen Arbeitsstrecke um den Schlauch zu Hohlformen mit dem Außenprofil des Kunststoffrohres zusammen.
Die Geschwindigkeit der formgebenden Kokillen ist etwa halb so groß wie die Geschwindigkeit des Kunststoffschlauches. Sobald der noch plastische Schlauch das Ende des Führungsdornes erreicht hat, wird er durch Unterdruck in die jeweils nächstliegende Formrille eingesaugt und verliert dabei nicht an Wand stärke, da die Kokillen nur mit halber Geschwindigkeit weiterwandern. Die Unterdruckeinwirkung hält das gebildete Rohr in den Formrillen fest, wobei es nunmehr erkaltet und sich somit verfestigt.
Auf dem letzten Teil der Arbeitsstrecke wird das fertig gerillte Rohr durch Preßluft von den Formwänden abgelöst, die weitergleitenden Kokillenteile öffnen sich und geben kontinuierlich das fertige Rohr frei, das in unendlicher Länge gemäß der Füllung der Strangpresse mit Plastikmasse anfällt.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen von Rohren mit Querrillen aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem ein aus einer Strangpresse austretender Schlauch zwischen im Kreislauf geführte, geteilte, sich zur Hohlform ergänzende Kokillen mit Querrillen geführt und durch Unterdruck in die Querrillen der Kokillen hineingesaugt wird, d a -durch gekennzeichnet, daß der Schlauch mit einer Geschwindigkeit aus der Schlauchpresse ausgepreßt wird, die größer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Kokillen auf ihrer Bahn geführt werden, und daß das Einsaugen des Schlauches in die einzelnen Querrillen nacheinander beginnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abkühlung unter die Er weichungstemperatur das geformte Kunststoffrohr durch Einführung von Druckluft in die Kokillen von diesen abgelöst wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bei der zwei Reihen Kokillen, von denen je zwei sich zur geschlossenen Rohrform ergänzen, je in einem geschlossenen Umlauf geführt sind, jede der mit Rillen versehenen Kokillen mit Bohrungen in der Unterseite versehen ist und diese Bohrungen längs einer Wegstrecke, auf der je zwei Kokillen sich zur Rohrform ergänzend geführt sind, mit einem Luftabsaugekanal verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kokillenreihen auf einer Grundplatte (1) gleitend angeordnet sind, jede Rille (32) durch Schlitze (33) mit nur dieser Rille zugeordneten, an der Unterseite der Kokille ausmündenden Bohrungen (36) in Verbindung steht und in der Bahn der Bohrungen (36) ein Luftzuführungskanal (39) zum Einblasen von Luft in die Kokillen vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillen an der Außenseite Abschrägungen (8), die beim Schließen durch Schrägführungen (11, 12) geführt werden, und an der Innenseite Abschrägungen (13), die beim Öffnen an Führungen (14) geführt werden, aufweisen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Kokillenteil in der Mitte ein Bolzen(6) vorgesehen ist und die Bolzen der zur gleichen Reihe gehörenden Kokillenteile durch Verbindungsglieder (7) zu einer Kette vereinigt sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch einen Führungsdorn (21), der innerhalb des Kunststoffschlauches in den Raum, in dem sich die Kokillen schließen, bis zu der Stelle, an der das Absaugen der Luft aus den Rillen beginnt, hineinragt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Dornes (21) ein Spalt vorgesehen ist, durch den ein Luftstrom austritt, durch dessen Saugwirkung die Luft aus dem Raum zwischen Dorn und Kunststoffschlauch abgesaugt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsdorn (21) eine axiale Bohrung (22) aufweist und der an seinem Ende vorgesehene Spalt ein Ringspalt (26) ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) Bohrungen (40) zur Durchleitung eines Kühlmittels hat.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 125 875; französische Patentschrift Nr. 1 172 797; USA.-Patentschriften Nr. 2866230, 2708772, 2593668.