DE1704124C - Verfahren und Vorrichtung zum Anfor men eines Bodens am Ende eines thermopla stischen Kunststoffrohres - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfor- gleichzeitig, ohne daß lange Abkühlzeiten erforder-

men eines Bodens am Ende eines zweiseitig offenen Hch wären. Weiter wird der mittlere Arbeitsgang

thermoplastischen Kunststoffrohres, aus einem Teil gespart.

der Rohrwand, wobei das Rohr von innen bis auf Die Erfindung umfaßt auch eine Vorrichtung zur

die Länge abgestützt ist, die zum Boden umzuformen 5 Durchführung des Verfahrens. Diese Vorrichtung

ist, das umzuformende Rohrende erwärmt, unter geht aus von einer ebenfalls aus der genannten deut-

Druckanwendung verformt, unter Druckanwendung sehen Auslegeschrift X 096 026 bekannten Vorrich-

bis zur Verfestigung abgekühlt, verschweißt und in tung mit einem das Rohr bis auf c«e zum Boden

die endgültige Gestalt geformt wird. umzuformende Länge ausfüllenden Dorn, einer

Ein derartiges Verfahren ist aus der deutschen io ersten koaxial zu diesem bewegbaren erwärmbaren Auslegeschrift 1 096 026 bekannt. Bei diesem be- Matrize mit einem Formhohlraum und emer zweiten kannten Verfahren wird das zu verarbeitende beid- gleichfalls koaxial zum Dorn bewegbaren Matrize, seitig offene Kunststoffrohr zunächst auf einen Don* deren Hohlraum die endgültige Gestalt des Bodens gesteckt. Dann wird das frei über den Dorn hinaus- aufweist. Gemäß Erfindung ist die Vorrichtung so ragende noch offene Ende des Rohres mit Hilfe einer 15 ausgebildet, daß die erste Matrize auf eine wesentgeringfügig auf 50 bis 80° C erwärmten Hohlmatrize, lieh über dem Schmelzpunkt des Kunststoffrohres die axial auf das auf dem Dorn befindliche Rohr zu- liegende Temperatur erhitzbar ist and die zweite gefahren v/L· i, radial nach innen und auf den Dom Matrize schlagartig bewegbar ist. hin gedrückt, wobei das freie Rohrende erwärmt Gemäß der Erfindung können außer flachen Böwird. Das so zusammengedrückte Rohrende wird ao den z. B. auch halbkugelförmige Böden oder nur dann mit Hilfe einer zweiten Matrize, die einen Sa- teilweise geschlossene Böden, düsenförmige Rohrchen Boden aufweist, gegen die Stirnfläche des Dor- enden oder mit Gewinde versehene Böden tsrzeugt nes gedrückt und angenähert fertig geformt. Diese werden. Somit erfolgt das Erwärmen des Rohrendes zweite Matrize kühlt und verfestigt zugleich den ge- mit Hilfe einer Vorformmatrize. deren Temperatur formten Boden. as wesentlich übsr dem Schmelzpunkt des Kunststoffes

Nun wird der angenähert fertig geformte Boden liegt, so daß diese Matrize nur kurzfristig aufgedrückt

in einer dritten Matrize durch dielektrische Verlust- zu werden braucht, um bereits die nötige Erwärmung

erwärmung geglättet. Diese dritte Matrize wird eben- des zu verfcmnenden Rohrendes zu bewirken. Von

falls gegen den Dom und den zwischen dem Dom besonderem Vorteil hierbei ist, daß man nicht mehr

und der Matrize befmulicheri Kunststoff gedrückt. Sie 30 von der Verarbeitung eines Kunststoffes mit einem

glättet den Boden und bewirkt unter Druck das Ver- ausreichenden dielektrischen Verlustfaktor abhängig

schmelzen durch den Hochfre^uenzstrom. Dieses be- ist.

kannte Verfahren weist verschiedene Mangel auf. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Er-

So ist es verhältnismäßig umständlich, da drei ver- findung an Hand der Zeichnung beschrieben,

schiedene Arbeitsgänge mit mindestens zwei unter- 35 Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines Kunststoff-

ichiedlichen beheizbaren Matrizen erforderlich sind. rohres mit offenen Enden;

Durch das Arbeiten mit Hochfrequenz in der letzten F i g. 2 zeigt schematisch eine Schnittansicht einer Erwärmungsstufe ist das Verfahren auf die Verar- Einrichtung zum Vorform«! des in Fig. 1 gezeigten

bettung von Kunststoffen beschränkt, die einen ge- Kunststoffrohres;

nügend großen dielektrischen Verlustfaktor haben. 4» F i g. 3 zeigt schematisch eine Schnittansicht der

Es eignet sich daher beispielsweise nicht zur Ver- Einrichtung nach F i g. 2, in der der Vorformvorgang

arbeitung von Polyäthylen, Polypropylen oder dargestellt ist;

schlagfestem Polystyrol. Beheizt man in der dritten F i g. 4 zeigt schematisch im Längsschnitt eine Ein-Stufe anstatt durch Hochfrequenz durch eine fremd- richtung zur Ausführung des abschließenden Schweißbeheizte Matrize, so wird dadurch das Verfahren 45 Vorganges;

sehr zeitaufwendig, da die Matrize zunächst aufge- F i g. 5 zeigt einen Längsschnitt eines Rohres mit

heizt und nach dem Fertigformen des Bodens erst angeformtem Boden.

wieder gekühlt werden muß, bis sie abgenommen Zum Anformen eines Bodens dient ein thermo-

werden kann. plastisches Kunststoffrohr 1, das deformierbar ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein so oder durch Beheizen deformierbar gemacht werden Verfahren zu schaffen, welches dadurch sehr wenig kann, und das länger ist als das fertiggestellte Rohr

aufwendig ist, daß es lediglich mit zwei Arbeits- mit dem angeformten Boden. Das Kunststoffrohr 1

stufen auskommt. Diese Aufgabe wird gemäß der wird abnehmbar auf einen Dorn 2 aufgebracht. Der

Erfindung dadurch gelöst, daß das Erwärmen des Dom 2 hat einen Halterungsanschlag 3, auf welchem Rohrendes zum Vorformen schnell bis zu einer Tem- 55 das Kunststoffrohr 1 ruht. Ein Endbeteich 4 des

peratur »folgt, die geringfügig untefbaU» des Kunststoffrohres 1 erstreckt sich frei über den

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Dorn 2 sind relativ zueinander koaxial bewegbar. Die Relativbewegung wird durch nicht gezeigte Einrichtungen zwischen dem Dorn 2 und damit dem Kunststoffrohr I und dem Stempel 5 ausgeführt, um einen Vorformvorgang entsprechend F i g, 3 auszu- s führen. Der Stempel 5 wird entsprechend der später gegebenen Erlätrtcrung auf eine sehr hohe Temperatur beheizt, damit der Kunststoff des Endbereiches 4, der über den Dorn 2 hinausragt, in einen deformierbaren Zustand erweicht wird. Durch die iq erste Matrize wird gleichzeitig der freie Endbereich 4 des Kunststoffrohres 1 nach einwärts auf dessen Achse zu gebogen und vorgeformt, bevor der nach einwärts gebogene Kunststoff zum Boden zusammengefügt wird.

Der Hohlraum der ersten Matrize ist so ausgestaltet, daß das Vorformen des Kunststoffrohres 1 entsprechend der Darstellung in F i g. 3 erfolgt. Nach dem Vorfonnen werden das vorgeformte Kunststoffrohr 1 und der Stempel 5 auseinanderbewegt.

Während der vorgeformte Kunststoff des Kunststoffrohres 1 sich noch auf einer hohen Temperatur und somit in verformbarem Zustand befindet, wird eine zweite, sich von der ersten unterscheidende Matrize 7 auf das vorgeformte Kunststoffrohr 1 zum Fertigschweißen des Bodens 8 aufgesetzt. Die Matrize 7 besitzt einen Hohlraum mit einer offenen Seite und kalte, d. h. nicht beheizte Oberflächen. Der Formhohlraum der zweiten Matrize 7 besitzt solche Abmessungen und ist so ausgestaltet, daß das Kunststoffrohr 1 bzw. der an dieses angeformte Boden 8 die endgültige und fertige Form durch eine Relativbewegung der Matrize 7 relativ zu dem Kunststoffrohr 1 unter Anwendung eines hohen Formdrucks erhält. Dieser Vorgang erfolgt schlagartig, d. h., der erweichte Rohrbereich wird bei einem Hub flach gK .oßen. Dann wird das Rohrende eine kurze Zeit lang gekühlt, indem es gegen die Metallwand der Matrize 7 gedrückt bleibt. Durch die Matrize 7 wird der Boden 8 verschweißt und geglättet.

Die Temperaturen und Drücke und deren Anwendungszeit ändern sich entsprechend dem verwendeten Kunststoff und der Wanddicke des Kunststoffrohres 1. Die angewendeten Temperaturen sind beträchtlich höher als die bei dem bekannten Verfahren verwendeten Temperaturen von 60 bis 8O⁰C. Bei der ersten Stufe wird eine Temperatur von 200 bis 250° C angewendet. Wenn das Kunststoffrohr 1 aus Polyäthylen hergestellt ist, kann die Berührungstemperatur 300 bis 350° C und sogar noch höher sun. Die Wärmebehandlung bestimmt sich nach den eigenschaften oder der Wärmeempfindlichkeit des Kunststoffs, und die Anwendungszeit des beheizten Stempels 5 bemißt sich so, daß der thermoplastische Kunststoff des Endbereichs 4 des Kunststoffrohres 1 ia seiner Gesamtheit auf eine geringfügig unterhalb seines Schmelzpunktes liegende Temperatur beheizt wird, wobei en der Oberfläche des Kunststoffs der Schmelzpunkt erreicht werden kann.

Vor dieser Stufe kann an Stelle des Heizens des Stempels 3 such der Endbereich 4 vorgeheizt wer* den, oder es können sowohl der Stempel 5 ab aoch der vrzende Kunststoff durch Strahlung vor- : weiden. In diesem Fan kann für die Strahtlle eine Temperatur von 600 und 900⁰C

\ß nach der Entfernung der Strahlungsquelle zn dem zn beheizenden Kunststoff angewendet werden.

Der durch den Stempel 5 nufgebrnehlc Druck hijngt von dem verwendeten ihermoplustisehcn Kunststoff ab. Dieser Druck ist bei Kunststoffrohren 1 mit einer dünnen Wund von 0,1 bis 0,3 mm Dicke nahezu Null. Wenn das Kunststoffrohr 1 eine Wanddicke von 0,8 bis 1,0 mm aufweist, hängt der Druck von dem verwendeten Kunststoff von der Dicke und der Temperatur der Rohrwand wie auch von der Geschwindigkeit, mit der der Formvorgang ausgeführt werden muß, ab.

Der Fcrtigstellungsvorgang wird bei einer Temperatur nahe dem Schmelzpunkt des Kunststoffs ausgeführt,da er im wesentlichen unmittelbar nach dem ersten Formvorgang stattfindet. Bei Verwendung der dynamischen Kraft eines Hammcrschlagcs kann der statische Druck sehr niedrig sein, die dynamische Kraft kann aber um so höher sein. Es ist eine rasche Bewegung erforderlich, damit der Kunststoff nicht zu sehr abkühlt, bevr er in seine endgültige Form gebracht wird.

Jede Wärmequelle kann verwendet werden. Die erste Matrize kann z. B. durch ein mit ihr in Berührung gebrachtes beheiztes Element, einen Strahl heißer Luft, durch gesammelte und auf die Mitte der Schale gerichtete Strahlung, wobei die Strahlung von elektrischen Platten oder Widerständen ausgesandt wird, oder durch Induktiqn geheizt werden, wobei diese Einrichtungen nicht gezeigt sind. Die Matrizen sind aus Metallen hergestellt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Anformen eines Bodens am Ende eines zweiseitig offenen thermoplastischen Kunststoffrohres aus einem Teil der Rohrwand, wobei das Rohr von innen bis auf die Länge abgestützt ist, die zum Boden umzuformen ist, das umzuformende Rohrende erwärmt, unter Druckanwendung vorgeformt, unter Druckanwendung bis zur Verfestigung abgekühlt, verschweißt und in die endgültige Gestalt geformt wird, dadurch gekennzeicl.net, daß das Erwärmen des Rohrendes zum Vorformen schnell bis zu einer Temperatur erfolgt, die geringfügig unterhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffes liegt, das Verschweißen gleichzeitig mit dem Vorformen eingeleitet wird und die Druckanwendung beim Abkühlen schlagartig unter gleichzeitigem Vollenden der Verschweißung und Formen der endgültigen Gestalt des Bodens erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem das Rohr bis auf die zum Boden umzuformende Länge ausfüllenden Dom, einer ersten koaxial zu diesem bewegbaren erwärmbaren Matrize mit einem Farmhohlraum und einer zweiten, gleichfalls koaxial zum Dom bewegbaren Matrize, deren Hohl raum die endgültige Gestalt des Bodens aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Matrtee auf eine wesentlich Ober dem Schmelzpunkt des Kunststoffrohres (1) Hegende Temperatur erhitzbar und die zweite Matrtee (7) schlagartig bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Matrize aus einem beheizbaren Stempel (5) und einem den Formhohlraum bildenden kUhlbaren Metallring (6) besteht.

Hierzu 1 Blmt Zeichnungen