DE1704661B1

DE1704661B1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines rohrbogens aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE1704661B1
Application number: DE19671704661
Authority: DE
Inventors: Franz Bock; Willi Muth; Emil Dr Rottner; Guenter Wenzel
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1967-11-29
Filing date: 1967-11-29
Publication date: 1972-05-31
Also published as: US3678146A; NL6815369A; BE724704A; GB1237416A; AT312915B; LU57405A1; FR1597649A; CH482525A; US3562860A; JPS4930700B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Rohrbogens aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem ein gerades Rohrstück bis in den Bereich der optimalen Warmformtemperatur des Kunststoffes erwärmt und durch zwangsweises Bewegen in axialer Richtung zwischen einer inneren und einer äußeren bogenförmigen Abstützung in die Gestalt des Rohrbogens gebogen und von den Abstützungen gelöst wird.

Unter der optimalen Warmformtemperatur wird der Temperaturbereich verstanden und bei den meisten Warmformungsverfahren angestrebt, bei dem der Kunststoff den Verformungskräften nachgibt aber noch genügend Kohäsion aufweist, um unter diesen Kräften nicht zu zerreißen. Dieser Bereich ist bei manchen thermoplastischen Kunststoffen weniger ausgeprägt. Einige Kunststoffe zeigen oberhalb des Einfrierbereiches ein gummielastisches Verhalten oder beginnen plastisch zu fließen; sie können einem Warmformverfahren der vorstehenden Art nicht unterworfen werden.

Bekannte Verfahren zum Herstellen von Rohrbogen gehen von Platten aus; diese werden zu Halbschalen geformt und dann miteinander verschweißt. Die Naht wird oft als Nachteil empfunden. Das Verfahren ist überdies ziemlich aufwendig und erfordert entsprechend viel Zeit.

Andere überwiegend aus der Metallverarbeitung übernommene Verfahren führen bei der Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen zu faltigen Rohrbögen oder sie sind nur für einen beschränkten Größenbereich anwendbar. Solche Verfahren sind beispielsweise das Warmbiegen nach Füllen mit Sand und das Kaltbiegen.
Aus der französischen Patentschrift 1 491 989 ist ein Verfahren bekannt, nach dem man aus einem geraden, in thermoplastischem Zustand befindlichen Kunststoffrohr einen Rohrbogen herstellen kann, indem man das erwärmte Rohr durch zwangsweises Bewegen in axialer Richtung zwischen einer inneren und einer äußeren Abstützung zu einem Rohrbogen formt und danach die Abstützung löst. Die Abstützung besteht aus einem Formgehäuse und einem starren Kern. Der Kern weist ein gerades Einlaufstück und eine gekrümmte Verlängerung auf. Zwischen Kern und Formgehäuse besteht ein Ringspalt, der der Wanddicke des Rohres bzw. des Rohrbogens entspricht. Beim Formen wird das gerade Rohr in diesen Ringspalt gedrückt. Dabei treten jedoch erhebliche Stauchungen des zu verformenden Kunststoffes auf, die die Ausübung des Verfahrens erschweren und bei manchen Kunststoffen zu hohem Ausschlußanteil führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem man die Nachteile der bekannten Verfahren vermeiden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das gerade Rohrstück an einer Seite mit einem geschlossenen Boden hergestellt oder versehen und der Boden nach dem Erwärmen des Rohrstückes abgeschreckt wird, das axiale Bewegen des Rohrstückes durch mittels der inneren Abstützung von innen auf den Boden des Rohrstückes ausgeübten Druck erfolgt und nach dem Lösen von den Abstützungen der Boden abgetrennt und die beiden Enden des Rohrbogens begradigt werden.

Dadurch werden die sonst beim Rohrbiegen auftretenden Kunststoffverzerrungen und Stauchungen wesentlich eingeschränkt. Die Anwendung des Verfahrens ist nicht auf bestimmte Rohrweiten beschränkt.

Es kann vielmehr jedes strangpreßbare Rohrstück danach zu einem Rohrbogen verformt werden. Die größeren Vorteile ergeben sich jedoch gerade bei den großen Rohrweiten, bei denen die bekannten Verformungsverfahren nicht anwendbar oder zu aufwendig sind.

Bei der Herstellung von Rohrbogen, vorzugsweise kurzer Bogen, kann mit Vorteil in bezug auf die Herstellzeit, eine zweckmäßige Weiterbildung des erfin-

dungsgemäßen Verfahrens angewendet werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Herstellen des geraden Rohrstückes mit dem Boden durch Tiefziehen aus einer Folie erfolgt.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung mit einer zweiteiligen Krümmerform, einem in und aus dieser bewegbaren Kernstück und einer geraden zylindrischen Führung für das axiale Einführen des geraden Rohrstückes in den gekrümmten Teil der Die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist beispielhaft in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 die Lage der Teile zu Beginn der Verformung,

Fig. 2 die Lage der Teile am Ende der Verformung,

F i g. 3 einen Querschnitt in Höhe der Schnittlinie I: II zu Fig. 1.

In den F ig. 1 und 2 ist die eine Hälfte 1 einer

Krümmerform, die zur Durchführung des Verfahrens io Krümmerform zur besseren Veranschaulichung nicht

nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß das Kernstück aus gegeneinander verschiebbaren biegsamen Lamellen besteht, dem ein halbkugeliges lose aufliegendes Druckstück zugeordnet ist, und daß in der zylindrischen Führung ein das Druckstück und -einen Teil- des- Kernstückes umschließendes Führungsrohr axial verschiebbar ist.

Beim Einziehen des Rohrstückes in die Krümmerform verschieben sich die Lamellen des Kernstückes gegeneinander, wobei sich der Rohrboden schräg stellt. Die Bewegung des Kunststoffes gegenüber dem Kernstück ist gering, ebenso der Druck auf die Wand der Krümmerform. Die Reibung ist im Vergleich zu einem Preßverfahren erheblich vermindert.

gezeichnet. Die andere Hälfte 2 der Krümmerform entspricht einem Spiegelbild. Das Kernstück ist aus Lamellen 3 gebildet. Ein Druckstück 4, eine Halbkugel aus Kunststoff, liegt mit der Grundfläche lose auf dem Kernstück. Ein Führungsrohr 5 umschließt das Druckstück 4 und den oberen Teil des Kernstücks. F i g. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Krümmerform und das Kernstück, und läßt die Lage von Kanälen von Kühl- und Heizeinrichtungen 6 erkennen.

Beispiel

Zum Herstellen eines 90-Grad-Rohrbogens aus einem Polyäthylenrohrstück, dessen äußerer Durch

Kernstücke aus Lamellen, z. B. Polyäthylenlamel- 25 messer 220 mm und dessen innerer Durchmesser

len, folgen der Biegung der Krümmerform leicht, da sie leicht gegeneinander verschiebbar sind. Das Führungsrohr — ebenfalls aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie Polyäthylen — verhindert das Auseinanderdrücken bzw. Verkeilen der Lamellen; es dient gleichzeitig zur Führung des Druckstückes. Die Lamellen können auch aus dünnen Metallstreifen bestehen, oder es können Metall- und Kunststoffstreifen im Wechsel angeordnet sein. Die Dicke der Streifen kann 0,5 bis 8 mm betragen. Bei kleineren Nennweiten und bei kleineren Krümmungsradien sind die dünneren Lamellen vorzuziehen. Für die Hersteilung von Rohrbogen mit kleinen Krümmungsradien ist es gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung nach der 200 mm beträgt, wird dem Rohrstück zunächst ein ebener Boden angeschweißt. Hierzu wird der Boden in einem Wärmeofen und ein Rohrstückende auf einem Schweißspiegel auf Schweißtemperatur gebracht, dann werden das Rohrstück und der Boden durch Andrücken miteinander verbunden.

Das so hergestellte Rohrstück mit Boden wird danach auf 150 bis 152° C erwärmt. Der Boden wird dann durch Tauchen in kaltes Wasser abgeschreckt. Ein aus Polyäthylenlamellen von 2 mm Dicke bestehendes Kernstück wird in das Rohrstück eingeführt und das Rohrstück dann mittels des Kernstücks in die Krümmerform gezogen.

Nach dem Abkühlen wird der so entstandene

Erfindung von besonderem Vorteil, wenn die Lamel- 40 Rohrbogen samt dem Kernstück aus der Krümmer

len aus biegsamen Stäben bestehen.

Das Druckstück besteht zweckmäßigerweise aus einer an einem Preßstempel gelenkig und lösbar befestigten Platte.

Die Krümmerform kann aus Holz, Kunststoff oder Metall hergestellt sein. Besonders vorteilhaft sind Formen, die Heiz- und Kühleinrichtungen, z. B. Kanäle für den Durchgang eines Wärmeträgers, aufweisen. Die gesamte Wärmebehandlung, insbesondere das Erwärmen, Kühlen und gegebenenfalls auch das Tempern, kann dann in der Krümmerform vorgenommen werden. Auch das Abschrecken des Rohrstückbodens kann in diesem Fall ohne Schwierigkeit form genommen, eingespannt und dann das Kernstück paketweise gezogen. Schließlich werden die Enden des Rohrbogens begradigt.

In gleicher Weise können aus anderen Kunststoffen Rohrkrümmer hergestellt werden. Dabei sind die für die betreffenden Kunststoffe gegebenen Warmformtemperaturen zu beachten. Zur Wahl der richtigen Warmformtemperaturen können in erster Annäherung die Angaben in Kunststofftaschenbüchern und Firmenkatalogen dienen. Für Polyvinylchlorid hart beispielsweise liegen diese Temperaturen etwa um 50° C niedriger, für Polypropylen um etwa 20° C höher als die obigen, für Niederdruckpolyäthylen hart geltenden Angaben. Abweichungen können je

durch Anlassen oder Anspritzen geschehen. Das

-JCernstüek kaflß-nach-Entnahme-des-Rohrbogens ge- -55-itach-den- vorliegenden-Modifikationen -erforderlich zogen werden; hierzu ist eine Halteeinrichtung für werden. Dies gilt auch in bezug auf das Schweißverden Rohrbogen und eine Zange für das Kernstück fahren zum Anschweißen des Bodens an das Rohrvon Vorteil. stück.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen copy

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Rohrbogens aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem ein gerades Rohrstück bis in den Bereich der optimalen Warmformtemperatur des Kunststoffes erwärmt und durch zwangsweises Bewegen in axialer Richtung zwischen einer inneren und einer äußeren bogenförmigen Abstützung in die Gestalt des Rohrbogens gebogen und von den Abstützungen gelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß das gerade Rohrstück an einer Seite mit einem geschlossenen Boden hergestellt oder versehen und der Boden nach dem Erwärmen des Rohrstückes abgeschreckt wird, das axiale Bewegen des Rohrstückes durch mittels der inneren Abstützung von innen auf den Boden des Rohrstückes ausgeübten Druck erfolgt und nach dem Lösen von den Abstützungen der Boden abgetrennt und die beiden Enden des Rohrbogens begradigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Herstellen des geraden Rohrstückes mit dem Boden durch Tiefziehen aus einer Folie erfolgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, mit einer zweiteiligen Krümmerform, einem in und aus dieser bewegbaren Kernstück und einer geraden zylindrischen Führung für das axiale Einführen des geraden Rohrstückes in den gekrümmten Teil der Krümmerform, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernstück aus gegeneinander verschiebbaren biegsamen Lamellen (3) besteht, dem ein halbkugeliges, lose aufliegendes Druckstück (4) zugeordnet ist, und daß in der zylindrischen Führung ein das Druckstück (4) und einen Teil des Kernstükkes umschließendes Führungsrohr (5) axial verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (3) aus biegsamen Stäben bestehen.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (4) aus einer an einem Preßstempel gelenkig und lösbar befestigten Platte besteht.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmerform Kühl- und Heizeinrichtungen (6) aufweist.