DE19635951C1

DE19635951C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren

Info

Publication number: DE19635951C1
Application number: DE19635951A
Authority: DE
Inventors: Guenter Steinmann
Original assignee: Hsm Maschinentechnik & Co GmbH
Current assignee: Hsm Maschinentechnik & Co GmbH
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: TR199600780A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffrohren, bestehend aus einem Innenrohr, einer Schicht aus gelochter Metallfolie, ins besondere Aluminiumfolie, und einer weiteren, äußeren Kunststoff-Extru sionsschicht, wobei die Metallfolie auf das Innenrohr und die äußere Koextru sionsschicht auf die Metallfolie aufgebracht wird und wobei die Verbindung zwischen Innenrohr und Außenschicht über die Perforation in der Metallfolie hergestellt wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Kunststoffrohre dieser Art sind zum Beispiel aus der EP 0 567 667 A1 be kannt. Sie besitzen eine hohe Stabilität und insbesondere Druck- und Biege festigkeit. Die Wärmedehnung, insbesondere Längendehnung des Kunststoff rohres, das den Kern des Rohres bildet, wird durch die Metallfolie, die in der Regel eine Aluminiumfolie ist, erheblich herabgesetzt.

Eine weitere Verbesserung ergibt sich durch die Verwendung von gelochten Metallfolien, sofern es gelingt, durch die Löcher hindurch eine Verbindung zwischen dem inneren Kunststoffrohr und der äußeren Koextrusionsschicht herbeizuführen.

Diese Verbindung könnte durch Material der äußeren Koextrusionsschicht herbeigeführt werden, das im geschmolzenen Zustand unmittelbar auf die Metallfolie aufgebracht wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieses Material nur unzureichend in die Perforationen der Metallfolie eindringt. Dies mag darauf beruhen, daß das Kunststoffmaterial beim Auftreffen auf die Metallfolie rasch erstarrt.

Auch die bisherigen Versuche, das Material des Innenrohres durch ein ver gleichweise einfaches und praxisgerechtes Verfahren in die Perforationen der Metallfolie eintreten zu lassen, haben sich nicht als erfolgreich erwiesen. Sofern eine Verformung des Innenrohres vermieden werden und dieses handhabbar bleiben soll, kann das Innenrohr nicht so stark erwärmt werden, daß das Kunststoffmaterial beim Aufrollen der Metallfolie in die Perforationen eindringen könnte. Eine Erwärmung während des Aufrollens der Metallfolie durch Heizeinrichtungen, die unmittelbar innerhalb der Aufrollstation ange ordnet sind, ist mit vertretbarem technischen und konstruktiven Aufwand kaum zu erreichen.

Die oben erwähnte EP 0 567 667 A1 enthält keine Angaben über ein Verfah ren zur zuverlässigen Verbindung von Innen- und Außenrohr.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vor richtung zu schaffen, die es gestatten, das Material des Innenrohres und der äußeren Koextrusionsschicht in verhältnismäßig einfacher und zuverlässiger Weise durch die Perforationen der Metallfolie hindurch unmittelbar mitein ander in Verbindung zu bringen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach Aufbringen der Metallfolie auf das Innenrohr die Anordnung in einem röhrenförmigen Heizofen im Durchlauf erwärmt und dabei Kunststoffmaterial des Innenrohres zum Eintritt in die Perforation der Metallfolie gebracht wird, und daß die äu ßere Koextrusionsschicht auf das sich zumindest noch im welchen Zustand in der Perforation befindliche Material des Innenrohres aufgebracht und mit diesem zum Verbinden gebracht wird.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß bei dieser Verfahrensweise das Material des Innenrohres zuverlässig in die Perforationen der Metallfolie ein dringt und diese vollständig füllt, sofern die Erwärmung in der richtigen Weise gesteuert wird. Offenbar beruht dies darauf, daß das Kunststoffmaterial auf der oberen Oberfläche schmilzt, und daß im übrigen die Wärmedehnung des Innenrohres dieses angeschmolzene Kunststoffmaterial in die Perforatio nen hineinpreßt. Sofern der Durchmesser der Perforationen ausreichend klein ist, wird für den Eintritt der angeschmolzenen Kunststoffmasse auch die Kapillarwirkung eine Rolle spielen. Auf der anderen Seite ermöglicht die Metallfolie, die die angeschmolzene Oberfläche des Innenrohres von außen abdeckt, eine unproblematische Handhabung der Anordnung aus Innenrohr und Folie während der Erwärmung dieser Anordnung und beim Übergang zur nächsten Station.

In der unmittelbar anschließenden Station wird die äußere Koextrusions schicht aufextrudiert. Dies kann so rasch geschehen, daß es noch möglich ist, eine Verbindung mit dem Material des Innenrohres und der Koextrusions schicht herzustellen.

Innenrohr und Koextrusionsschicht bestehen vorzugsweise aus identischem oder zumindest nahe verwandtem Material, insbesondere Polypropylen und/oder Polyethylen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt zur Lösung der gestellten Aufga be eine Station zum Aufrollen einer streifenförmigen, gelochten Metallfolie auf ein Kunststoff-Innenrohr und eine nachfolgende Koextrusions-Einrich tung, die von dem Kunststoff-Innenrohr mit aufgerollter Metallfolie durchlau fen wird. Zwischen beiden Stationen befindet sich eine Heizeinrichtung in der Form eines röhrenförmigen, von dem Kunststoffrohr durchlaufenen, mit Heizstrahlern ausgerüsteten Heizofens.

Ein röhrenförmiger Heizofen kann in bezug auf den Durchmesser seines in neren Durchlaufkanals so bemessen werden, daß Kunststoffrohre aller gängi gen Durchmesser aufgenommen werden können. Eine Umstellung oder sogar ein Auswechseln des Heizofens ist daher auch dann nicht notwendig, wenn kleinere Kommissionen von Rohren unterschiedlichen Durchmessers herge stellt werden sollen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer erfindungs gemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 ist eine entsprechende Draufsicht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einen Ausschnitt darstellen aus ei ner Gesamtanlage, die mit einer Extrusionseinrichtung für ein als Innenrohr im Sinne der vorliegenden Erfindung dienendes Kunststoffrohr beginnt und eine Reihe von Kühleinrichtungen, Ab- und Aufwickeleinrichtungen, Förder einrichtungen etc. in einer zusammenhängenden Reihe enthält. Die beigefüg te Zeichnung befaßt sich lediglich mit dem Kernbereich des erfindungsgemä ßen Verfahrens, in dem eine Folie auf ein Innenrohr aufgebracht und die Fo lie anschließend mit einer äußeren Extrusionsschicht überzogen wird.

In Fig. 1 und 2 wird von links ein Kunststoff-Innenrohr 10 zugeführt. Das In nenrohr 10 passiert ein Rollengestell 12, das im einzelnen bekannt ist und daher nur andeutungsweise erläutert werden soll. In dem Rollengestell 12 ist eine Rolle 14 drehbar gelagert, von der ein streifenförmiges Band 16 einer gelochten oder perforierten Metallfolie, insbesondere Aluminiumfolie, syn chron zu der Bewegung des Innenrohres 10 abgezogen wird.

In einer insgesamt mit 18 bezeichneten Aufrollstation wird das Innenrohr 10 mit der Metallfolie ummantelt. Zu diesem Zweck sind mehrere, hintereinan der angeordnete, nicht bezeichnete Ringe in der Aufrollstation 18 vorgese hen, die in unterschiedlichen Winkelpositionen profilierte Rollen tragen, die das Band der Metallfolie beispielsweise zunächst von unten gegen das Innen rohr 10 andrücken und nach und nach in mehreren Schritten nach oben her umlegen und auf der oberen Seite schließlich in überlappter Stellung zusam mendrücken. Mit Hilfe einer Beschichtung eines Klebstoffs oder eines Haft vermittlers auf der Außenseite des Innenrohres oder der Innenfläche des Bandes 16 wird ein fester Verbund zwischen dem Innenrohr 10 und dem Band 16 der Metallfolie erreicht.

Anschließend an die Aufrollstation 18, also rechts von dieser in Fig. 1 und 2, ist eine Heizeinrichtung 20 vorgesehen, die im einzelnen die Form eines langgestreckten, röhrenförmigen Heizofens 22 aufweist, der auf einem ver fahrbaren Gestell 24 angebracht ist. Der Heizofen weist in nicht gezeigter Weise in seinem Inneren einen durchlaufenden Kanal auf, durch den der Ver bund aus Innenrohr 10 und Band 16 hindurchgeführt werden kann. Auf dem Umfang dieses inneren Kanals befinden sich ebenfalls nicht dargestellte Heiz strahler. Der Durchmesser des Kanals, also der Abstand zwischen den Heiz strahlern ist so bemessen, daß Rohre aller gängigen Formate hindurchgeführt werden können, ohne daß eine Umstellung oder sogar ein Austausch der Heizeinrichtung notwendig ist.

In dem Heizofen 22 wird der Verbund aus Innenrohr 10 und Metallfolie durch Wärmestrahlung erwärmt. Dabei kommt es zu einem Anschmelzen der äußeren Schicht des Innenrohres, dessen Material aus den genannten Grün den folglich in die Perforationen der Metallfolie eintritt.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, befindet sich unmittelbar stromabwärts angrenzend hinter dem Heizofen 22 eine Koextrusions-Einrichtung 26. In dieser Koextrusions-Einrichtung, die von dem Verbund aus Innenrohr 10 und Metallfolie durchlaufen wird, wird auf der Außenfläche der Metallfolie in nicht näher gezeigter Weise eine Koextrusionsschicht aus Kunststoff herge stellt. Da die Koextrusions-Einrichtung 26 unmittelbar im Anschluß an die Heizröhre 22 angeordnet ist und somit das in die Perforationen der Metallfo lie eingetretene Kunststoffmaterial des Innenrohres 10 in zumindest noch weichem Zustand in die Koextrusions-Einrichtung eintritt, und da in der Koextrusions-Einrichtung 26 das Material der äußeren Koextrusionsschicht ebenfalls geschmolzen wird, kommt es zu einer Verbindung zwischen den Kunststoffmaterialien des Innenrohres und der äußeren Koextrusionsschicht durch die Perforationen hindurch.

Daraus ergibt sich ein insgesamt sehr fester Verbund der drei Elemente. Zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Außenfläche der Metallfolie und der äußeren Koextrusionsschicht kann auf die Metallfolie ein Klebstoff oder Haftvermittler ausgebracht sein. Dies kann auch dadurch geschehen, daß be reits bei der Herstellung der Metallfolie auf diese ein Film eines entspre chenden Materials aufkaschiert wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffrohren, bestehend aus einem In nenrohr, einer Schicht aus gelochter Metallfolie, insbesondere Aluminiumfo lie, und einer weiteren, äußeren Kunststoff-Extrusionsschicht, wobei die Me tallfolie auf das Innenrohr und die äußere Koextrusionsschicht auf die Metall folie aufgebracht wird und wobei die Verbindung zwischen Innenrohr und Au ßenschicht über die Perforation in der Metallfolie hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufbringen der Metallfolie (16) auf das Innenrohr (10) die Anordnung in einem röhrenförmigen Heizofen (20, 22) im Durchlauf erwärmt und dabei Kunststoffmaterial des Innenrohres (10) zum Eintritt in die Perforation der Metallfolie (16) gebracht wird, und daß die äußere Koex trusionsschicht auf das sich zumindest noch im welchen Zustand in der Per foration befindliche Material des Innenrohres (10) aufgebracht und mit die sem zum Verbinden gebracht wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, mit ei ner Station (18) zum Aufrollen einer streifenförmigen, gelochten Metallfolie (16) auf eine Kunststoff-Innenrohr (10) und einer nachfolgenden Koextru sions-Einrichtung (26), die von dem Kunststoff-Innenrohr (19) mit aufgeroll ter Metallfolie (16) durchlaufen wird und in der durch Koextrusion eine Kunststoffschicht auf die Metallfolie aufgebracht wird, dadurch gekennzeich net, daß zwischen der Aufrollstation (18) und der Koextrusions-Einrichtung (26) eine Heizeinrichtung (20) In der Form eines röhrenförmigen, von dem Kunststoffrohr durchlaufenen, mit Heizstrahlern ausgerüsteten Heizofens (22) vorgesehen ist.