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Verfahren und Verrichtung zum Herstellen von Kunststoffwellrohren
Gegenstand der Erfindung iet ein Verfahren und eine Vorrichtung zur irerstellung
von Wellrohren aus glatten thermoplastischen Kunststoffrohren.
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Es ist bekannt, Wellrohre unter Verwendung einer Form herzustellen,
in die ein im Zustand plastischer Verformbarkeit befindliches Rohrstück eingeführt
und unter hydraulinchem oder pnevmatischem Druck gegen die Wandung der Form gepreßt
wird.
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Ein nach diesen Verfahren hergestelltes Wellrohr ist praktisch von
der gleichen Länge wie das mrsprüngliche Rohrstück. Die Wand des ferti-en Wellrohre
ist daher gegonüber dem Ausgangsstück in hohem Maße verschwäoht und weist unerwünschte
Unrgelmäßigkeiten auf, die die Druckfestigkeit des Wellrohrs erheblich beeinträchtigen.
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Nach einem anderen bekannten Verfahren wird ein noch plastisch veformbarer
Strang unmittelbar aus einem Extruder in eine bewegte Form geführt und dort Welle
ftir Welle in die Form gepreßt. nie Form besteht aus mehreren formteilen. Jedes
Formteil
umfaßt mehrere Rohrwellen. Die Formteile wandern in geschlossenen
Ketten, den Gliedern eines Wanderrostes Lhnsich, beiderseits des tranges und werden
nach einer bestimmten Strecke wieder an die Umkehrstelle ar Extrudermund@tück zurückgeführt.
Diese Verfahrensweise erfordert komplizirrte Apparaturen. Für jede Wellrohrweite
ist auBerdem ein großer Satz von Werkzeugen notwendig. Da Wellrohre bekanntlich
in Nennweiten von einigen Millimetern bis zu mehreren hundert Millimetern gebraucht
werden, und da je nach Verwendungszweck unterschiedliche Wellenauscbildungen nötig
sind, ist der apparative Mfwand betrçchtlich.
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Es wurde nun ein Verfahren zum lEerstellen von Wellrohren durch Verformen
glatter, im Zustand thermoplastischer Verformbarkeit befindlicher Kunststoffrohre
unter Verwendung inr heißen Druckflüssigkeit gefunden, das @emäß der Erfindung dadruch
gekennzeichnet ist, daß die Wellen mittels der heizen Druckflüssigkeit in die freien
Rüume zwischen ditanzierten, geteilten Kalibrierscheiben, deren engster innerer
Durchmesser dei: Aussendurchmesser der glatten Rohre entspricht, vorgewölbt erden,
daß hierauf den vorgeformten Wellen durch axiales Zusammenschieben des Rohres die
endgültige Form verliehen wird, und daß die 90 erhaltene Wellform durch Abkühlen
fixiert wird. Zum Abkühlen dient zweckmäßig kalte Flüssigkeit der gleichen Art,
di in heißem Zustand als Druckflüssigekit zum Verformen des Rohlings dient. in nach
diesem Verfahren hergestelltes Viellrohr ist je nach Wellenform 30 - 60 % kürzer
als das ursprüngliche glatte Rohr.
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Beim Vorfomren der Wellen und beim anschließenden Zusammenschieben
treten nur unerhebliche Materialverschiebungen auf, Die Wandstärke der Wellung entspricht
praktisch der des ursprünglichen Rohres.
geeignete Vorric@ tung
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Veriahrns besteht aus einer Presse mit
gegeneinandejir beweglichem Kopf-und Tischstück, bei der Kopf- und Tinchsttjck mit
in richtungen zum Einbinden eines Rohrendes ausgestattet sind, wobei des Kopfstück
oder das Tischstück oder beide mit Einrichtungen zum Einführen einer Flüssigkeit
in das Rohr innere und zum Abführen der Flüssigkeit aus dem Rohr versehen sind,
und wobei die Presse#infrichtungen zum gleichen achsigen Führen der Kalibrierscheiben
aufweist.
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Alq Fressen können Spindelpressen oder Fressen mit hydraulischem oder
pneumntischem Antrieb des Teisch- bzw. Kopfstückes in horizontaler oder vertikaler
Bauart wendet werden.
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Tisch- und Kopfstiick können ebene Auflageflächen aufweisen.
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Die inrichtungen zum Einbinden der Rohrenden können in St tzen nach
Art der sogenannten Vorschweißflanschen bestehen, die auf die Auflageflächen geschraubt
sind. Auf das Schweißende läßt sich ein Ende des thermoplastischen Kunststoffrehres
leicht aufziehen und mit einem Band, das wie ein Schlauchbinder ausgebildet ist,
dicht befestigen. Zum Sinführen und Abführen der Flüssigkeit können an die Stutzen
seitliche Rochrabzweigungen angeschweißt werden. Druchbohrungen der Tisch-bzw. Kopfplatte
erflen den gleichen Zweck. Als einrichtungen zur gleichachsigen Führung der Kalibrieracheiben
können 4 einfache Führungsstangen dienen, die in Bohrungen der Scheiben eingreifen
und an einer der äußersten Scheiben, an einem Stlltzen oder auf einer gor Platten
befestigt eind.
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Die Einrichtungen zum Einbinden der Rohrenden können für die Herstellung
von Wellrohren verschiedener Nennweiten verwendet werden, wenn die einbindeenden
abgestuft reduziert sind.
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Mit einer Verriohtung dieser Art können Yiellrohre verschiedener Durchmesser,
Formen und längen nach dem erfindungsgemäßen Verfahron hergentellt werden. Für die
herstellung aller üblichen Fornen und Größen kann dieselbe l'resse vervendet werden.
dienen
jedoch Wellrohre mit extrem kleinen Durchmessern und solche mit sehr großen durchmessern
in größeren Mengen zu fertigen sind, ksnn es zweckmäßig sein, zwei versckiedene
Preserngrößen zu halten. Der Vorteil gegenüber Einrichtungen, die zur Druchführung
anderer 17ellrohrherstellungsverfahren dienen, bleibt dann immer noch erheblich.
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Tit einem Satz gleicher kalibrierscheiben können Wellrohre hergestellt
werden, die bei gleichen Innendruchmesser verschiedene Außendurchmesser und verschiedene
Weiten im erhöhten Welenteil besitzen. Derart unterschiedlich geformte Wellrohre
gleicher hennweite sind erzielbar durch geteilte Kalibrierscheiben, deren innere
Form nach Breite und Durchmesser der äußeren Form des vertieften Teils der Rohrwelle
entspricht, und durch gleichachsig angesetzte Ringe, deren innerer Durchmesser dem
größten äußeren Wellrohrdurchmesser einer Wellenserie mindestens gleich ist und
deren 13reite mit der Länge des erhöhten Teils der llohrwellen übereinstimmt.
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Druch Futterstücke, die zwischen die einzelnen Kalibrierscheiben gesetzt
werden, kann die Wellenweite im Sinne einer Vergrößerung variiert werden.
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In den Abbildungen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in beispielsweiser
Ausführung dargestellt. Figur 1 zeigt die Vorrrichtung nach dem einbinden eines
glatten, thermoplastischen Rohre. Die linke Seite der Figur 2 gibt das Rohr in vorgeformtem
Zustand wieder. Auf der rechten Seite der Figur 2 ist der Zustand--nuch dem Zusammenpressen
bei noch aufliegenden Kalibrierscheiben erkennbar.
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Die Presse hier eine vertilkale Bauart, mit feststehendem Kopf 1 und
beweglichem Tisch 2 besitzt als Einrichtungen zum Einbinden der Rohrrnden auf Kopf-
und Tischplatte Je einen Stutzen 3 mit Schlauchbinder 4. Die Einrichtungen zum Einführen
und Abffihren der Flüssigkeit bestehen in Abzweigen 5 mit Absperrventilen 6. j)ie
Flüssigkeit tszuluhr
erfolgt durch eine Pumpe 7 aus Vorratsgefäßen,
die hier nicht eingezeichnet sind. Zur Führung der Kalibrierscheiben 8 sind Führungsstangen
9 angeordnet, die am Kopf 1 befestigt sind.
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Die Kalibrierscheiben 8 - vorzugsweise aus einem schlecht wärneleitenden
Werkstoff hergestellt-sitzen, durch Schwerkräfte oder Erschütterungen unverschiebbar,
auf dem Rohr 10.
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Unter dem Einfluß der kreisenden Druckflüssigkeit wölbt sich das rohr
in den Zwischenräumen zwischen den Kalibrierscheiben 8 vor. Der Abstand zwischen
Pressenkop£ und - tisch bleibt bPi der Vorformung der Wellen unveriindert. Zur Fertigformung
der Wellen wird der Pressentisch hoohgefahren, bin die an die Kalibrierscheiben
angesetzten Ringe 11 odrr etwa aufgelegte Futter ullfeinnnderaitzen. Die dabei erzielten
Außendunchmesser des Wellrohres hängen vom Grad der Vorformung bzw. Vorwölbung und
vom ursprünglichen Abstand der Kalibrierscheiben ab. Die Gegenüberstellung der Zustände
unmittelbar vor und nach ders Zusammenpressen ergibt ein Rild nach Figur 2.
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Druch hachdr cken heiker Flüssigkeit können auch die vorstchenden
Wellenteile des Wellrohres kalibriert werden. Im allgemeinen kann der Kühlvorgang
durch Einführen kühler Flü sigkeit umittelbar nach dem Zusammenpressen eingeleitet
werden. Die Stuerung der Preß- bzw. Kühlflüssigkeit erfolgt mittelt der Ventile
6. Die Flüssigkeit kommt aus nicht gezeiehneten Vorratsgefäßen, in denen sie temperiert
wird und geht zu diesen zurück. Die Pumpe 12 dient zur Bestätigung der Pr@@inrichtung.
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Beispiel 1 Aus einem glatten Polyäthylenrohr von 100 mm Nennweite
und 5 mm Wandstärke soll ein Kompensationsewellrohr der gleichen Nennweite hergestellt
werden; das Wellrohr soll fünf ellen mit einem äußersten Wellendruchmesser von etwa
150 mn erhaltenen und eine Ge@amtlänge von 200 mm aufweisen.
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Man @ängt das Polyäthylenrohr auf etwa 440 mm ab, temperiert rs durc
; Trauchen in einer Flüssigkeit von 120 cc und spannt es in eine Vorrichtung der
beschriebenen Art, setz-t dann sechs gleiche Werkzeuge passender Durchmesser auf
das Rohr und verteilt sie mit gleichen Abständen. Während der letzten Phase diese
Schrittes läßt man bereits heiße flüssigkeit zun. chst drucklos durch das Rohr strömen.
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Nach Festspannen der Werkzeuge erhöht man den Druck der Flüssigkeit
auf 2,5 at und drückt, sobald die Vorwölbungen einen Durchmesser von etwa 130 mm
erreicht haben, die Werkzeuge gegeneinander. Dann wird auf Kühlflüssigkeit ungesteuert.
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Ifacii kurzer Einwirkung wird das Werkzeug abgenommen und das Wellrohr
aus den Bindungen gelöst.
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Beispiel 2 Rin nach Beispiel 1 hergestelltes Rohr soll auf 150 mm
Außendurchmesser kalibriert werden.
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Man drjtckt nach Zusammenpressen der vorgewölbten Wellen nochmals
heiße Flüssigkeit nach und erreicht damit, daß sich die Wellen mit breiter Auflage
an die Ringe der Kalibrierscheiben anschmiegen. Ifierauf wird wie nach Beispiel
1 das Wellrohr gekühlt und schließlich aus der Vorrichtung entnommen.
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In gleicher Weise können Wellrohre aus anderen thermoplastischen Kunststoffen,
wie Polypropylen und Polyvinylchlorid, oder auch aus Mischpolymerisaten und Polymerisatgemeischen
mit thermoplastischen Eigenschaften hergestellt werden. Dabei muß die Temperatur
der Vorformung und beim Zusammenpressen der vorgeformten Wellen angepaßt erden.