DE2051390A1 - Verfahren zum kontinuierlichen Er zeugen von Rohren aus vernetzten Polyole fm Kunststoffen - Google Patents
Verfahren zum kontinuierlichen Er zeugen von Rohren aus vernetzten Polyole fm KunststoffenInfo
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Description
VEREINIGTE DEUTSCHE METALLWERKE Frankfurt/M., 19. Okt. 1970
Aktiengesellschaft Hs/SL 6 Frankfurt/Main - Heddernheim
Zeilweg
Zeilweg
prov. Nr. 6214 V
Verfahren zum kontinuierlichen Erzeugen von Rohren aus vernetzten Polyolefin-Kunststoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Erzeugen von Rohren aus vernetzten PoIyolefin-Kunststoffen
oder aus Kunststoffen mit gleichen oder ähnlichen Eigenschaften durch Strangpressen derart, daß
das Rohr im erhitzten und verfestigten Zustand das Werkzeug der Strangpresse verläßt.
Es sind verschiedene Verfahren zum kontinuierlichen Erzeugen
von Rohren aus vernetzten Polyolefin-Kunststoffen oder aus Kunststoffen mit gleichen oder ähnlichen
Eigenschaften durch Strangpressen derart, daß das Rohr im erhitzten und verfestigten Zustand das Formwerkzeug
verläßt, bekannt. Es ist fernerhin bekannt, vorvernetzte Polyolefin-Kunststoffrohre zur ErzJaLung
des beabsichtigten Rohrdurchmessers aufzuweiten (DAS 1 228 399). In diesem Fall traten die Rohre jedoch
in einem v/eich plastischen Zustand aus dem Formwerkzeug aus. Das Aufweiten fand also vor der
endgültigen Vernetzungsbehandlung statt. Dieses Verfahren
hatte unter anderm den Nachteil, daß die Rohre mittels Werkzeugen, die an dem bereits endgültig vernetzten
Rohranfang anfassten, über den Aufweitdorn
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gezogen werden mußten und dadurch eine Streckung der Rohre in dem noch nicht vollständig vernetzten Teil
stattfand, die zwar zu einer Verfestigung führte, jedoch nicht ohne weiteres erlaubte, einen vorher festgelegten
genauen äußeren Rohrdurchmesser zu erzielen.
Dieser Nachteil wird durch die Erfindung vermieden und es werden weitere im folgenden geschilderte Vorteile
dadurch erzielt, daß das Rohr unmittelbar nach Austritt aus dem Werkzeug, solange es noch auf Temperaturen
oberhalb des Kristallitschmelzpunktes des zu diesem Zeitpunkt bereits vollständig vernetzten
Kunststoffs erhitzt ist, aufgeweitet und im aufgeweiteten Zustand abgekühlt wird.
Auf diese Weise lassen sich nicht nur die Festigkeitseigenschaften solcher vollständig vernetzten Kunststoffrohre
verbessern, sondern es wird ihnen vor allem auch eine im verfestigten Zustand der Rohre vorliegende
Schrumpfspannung aufgezwungen, die es ermöglicht, diese
Rohre oder Teile davon durch einfaches Erwärmen auf entsprechend geformte andere Körper aufzuschrumpfen.
Die besten Eigenschaften des nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Kunststoffrohres lassen sich
erreichen, indem es sobald es seine größte Weite erhalten hat, nach und zum Teil während geringer Schrumpfung
gekühlt, wird, bis es erstarrt ist.
Bei dem durch die Erfindung verbesserten bzw. vervollständigten Verfahren tritt das Rohr, wenn es z.B. aus
vernetztem Polyäthylen besteht, aus dem Formwerkzeug aus und ist durch die vollständige Vernetzung bereits
so verfestigt, daß es entsprechend einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens mit dem
Rohranfang auf einen Aufweitdorn aufgeschoben werden kann,
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worauf das gesamte Rohr durch die im Werkzeug wirkenden, das Rohr aus diesem fördernde Kräfte über den
Aufweitdorn geschoben und nach Abkühlung bis zur Erstarrung in bekannter Weise abgezogen wird.
Eine optimale Wirkung der Aufweitung wird erzielt, wenn die Rohre auf einen etwa um 40 % größeren Durchmesser
aufgeweitet werden.
Die Schrumpfung des Rohres nach Erreichung des größten Durchmessers auf dem Dorn wird zweckmäßig so durchgeführt,
daß der geschrumpfte Durchmesser etwa um 1,5 % kleiner ist, als der Durchmesser des Rohres bei der
größten Aufweitung.
Zur Durchführung des Verfahrens kann eine Vorrichtung verwendet werden, die aus einem unmittelbar am Werkzeug
oder dergleichen befestigten Dorn, einer Kühleinrichtung und einer Abzugseinrichtung besteht. Dabei
besitzt der Dorn in Bewegungsrichtung des aufzuweitenden Rohres nach einem sich konisch erweiternden Teil
und einem kurzen Teil größten Querschnitts einen sich konisch verjüngenden Teil, der zu einem erheblichen
Teil in die Kühleinrichtung hineinragt.
Das Gefalle des erwähnten sich verjüngenden Teiles des
Dornes beträgt vorzugsweise v/eniger als ein Drittel der Steigung des sich konisch erweiternden Teiles.
Der sich erweiternde Teil des Dornes besitzt zweckmäßig eine Steigung von nicht mehr als 5 °.
Um das Abziehen des aufgeweiteten Rohres zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn der Dorn im sich konisch erweiternden
Teil eine Entlüftungsbohrung besitzt, die über eine vorzugsweise achsparallele Bohrung mit der
Atmosphäre in Verbin ά*ν\<^ sVeht.
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Es kann vorteilhaft oder auch notwendig sein, daß der Dorn mit einem gleiterleichternden Überzug, z.B. aus
Polytetrafluoräthylen, überzogen ist oder aus einem solchen Stoff besteht.
Die Kühleinrichtung besteht vorzugsweise aus einem Wasserkasten mit Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung
für das aufgeweitete Rohr, die mit elastischen Dichtungen versehen sind. Das Kühlwasser wird dabei zweckmäßig im
Gleichstrom geführt. Dies wird bewirkt, indem der Eintrittsstutzen am Anfang des Wasserkastens und der Austrittsstutzen
am Ende des Wasserkastens angeordnet sind.
In dem folgenden Beispiel wird die Durchführung des Verfahrens unter Bezugnahme auf die in den Abbildungen dargestellte
Vorrichtung beschrieben.
Abb. 1 ist eine schematische Darstellung der für die
Durchführung des Verfahrens erforderlichen Apparatur. Abb. 2 ist ein Schnitt durch einen Teil des Werkzeuges
und eine Seitenansicht des an das Werkzeug angeschraubten Doms.
In einer an sich bekannten Strangpresse wurde Polyäthylengranulat mit einem der bekannten Vernetzungshilfsmittel vermischt und bei einer Temperatur von
etwa 180° C derart ausgepresst, daß es vernetzt und dadurch verfestigt durch das Werkzeug 1 austrat. Das
so geformte und noch etwa 180° C heiße Rohr 5 schob sich auf den Dorn 2. Dieser Dorn 2 war direkt an das
Werkzeug geschraubt und besaß in Bewegungsrichtung des Rohres 5 einen mit einer Steigung von 5° anstei-
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genden konischen Teil 6, daran anschließend einen Teil größten Durchmessers 7, dessen Durchmesser 40 % größer
war als der Rohrdurchmesser des Werkzeugs und daran anschließend einen mit einem Gefalle von 1,5% abfallenden
konischen Teil 8. Der Dorn war mit einem Überzug aus Polytetrafluoräthylen überzogen. Außerdem besaß er im
Teil 6 eine Entlüftungsbohrung 9, die durch eine axiale bis durch das freie Ende 11 des konischen Dorns führende
Bohrung 10 mit der Atmosphäre in Verbindung stand. Bei Erreichen des Teiles 7 mit dem größten Dornquerschnitt
hatte das Rohr immer noch eine weit über dem Kristallitschmelzpunkt liegende Temperatur und hatte
infolgedessen eine weichgummiartige Beschaffenheit.
Sobald das Ende dieses heißen Rohres den mit 1,5 % Gefalle konisch abfallenden Teil 8 des Dorns erreicht
hatte, wurde es der Kühlung mittels einer von Wasser durchströmten Kühlwanne 3 unterworfen. Die am Anfang
dieser Kühlwanne 3 befindliche Stirnwand 19 besaß eine EintrittsÖffnung 12 für das heiße aufgeweitete
Rohr 14, die mit einer elastischen Kunststoffdichtung
15 versehen war, um das Austretenden Wasser zu verhindern. Ebenso war die Austrittsöffnung 13 für
das Rohr in der Stirnwand 20 am Ende der Kühlwanne zu dem gleichen Zweck mit einer elastischen Kunststoff
dichtung 15 ausgerüstet. Die Kühlung wurde im direkten Wärmeaustausch durchgeführt, indem Kühlwasser
vom Eintritsstutzen 17 durch die Kühlwanne 3 im Gleichstrom zu dem Rohr 14 zum Austrittsstutzen
durch die Kühlwanne 3 hindurchgeleitet wurde. Durch die Kühlung schrumpfte das aufgeweitete Rohr wieder
um den geringen Betrag, den die Verjüngung des Teiles 8 von Dorn 2 erlaubte. Innerhalb der Kühlwanne 3
erstarrte das Rohr vollständig und konnte nach Verlassen der Austrittsöffnung 13 in der Stirnwand 20
der Kühlwanne 3 von der an sich bekannten Abzugs-
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vorrichtung 4 erfaßt und von da an maschinell abgezogen werden. Die Abzugsvorrichtung 4 überwindet daher lediglich
die Reibung des gekühlten Rohres auf Dornteilen 7 und 8 und an Dichtungen 15.
- 7 Patentansprüche
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Claims (11)
- PATENTANSPRÜCHEM)) Verfahren zum kontinuierlichen Erzeugen von Rohren V-/ aus vernetzten Polyolefin-Kunststoffen oder aus Kunststoffen mit gleichen oder ähnlichen Eigenschaften durch Strangpressen derart, daß das Rohr im erhitzten und verfestigten Zustand das Werkzeug verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr unmittelbar nach Austritt aus dem Werkzeug, solange es noch auf Temperaturen oberhalb des Kristallitschmelzpunktes des zu diesem Zeitpunkt bereits vollständig vernetzten Kunststoffs erhitzt ist, aufgeweitet und im aufgeweiteten Zustand abgekühlt wird.
- 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffrohr, sobald es seine größte Weite erhalten hat, nach und zum Teil während geringer Schrumpfung gekühlt wird, bis es erstarrt ist.
- 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffrohr auf einen etwa um 40 % größeren Durchmesser aufgeweitet wird.
- 4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweiten durch Aufschieben des Rohranfangs auf einen Aufweitdorn durch die im Werkzeug wirkenden, das Rohr aus diesem fördernden Kräfte über den Aufweitdorn geschoben und nach Abkühlung bis zur Erstarrung in bekannter Weise abgezogen wird.
- 5) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus einem unmittelbar im Werkzeug (1) ο. dgl. befestigten Dorn (2), Kühleinrichtung (3) und Abzugs einrichtung (4), dadurch ge-209818/0869kennzeichnet, daß der Dorn (2) in Bewegungsrichtung des aufzuweitenden Rohres (^) nach einem sich konisch erweiternden Teil (6) und einem Teil (J) seines größten Querschnitts einen sich konisch verjüngenden Teil (8) besitzt, der zu einem erheblichen Teil in die Kühleinrichtung (4) hineinragt.
- 6) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefälle des Teils (8) weniger als ein Drittel der Steigung des Teils ξ>) des Dorns ® beträgt.
- 7) Vorrichtung nach einem der Ansprüche (^ oder(^, dadurch gekennzeichnet, daß der sich erweiternde Teil des Dorns eine Steigung von nicht mehr als 5° besitzt.
- 8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) im konisch ansteigenden Teil (6) eine Entlüftungsbohrung (9) besitzt, die über eine vorzugsweise achsparallel durch den Dorn (2) verlaufende Bohrung (10) mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
- 9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) mit einem gleiterleichternden Überzug überzogen ist.
- 10) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) aus Polytetrafluorethylen besteht.
- 11) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung aus einem Wasserkasten (3) mit Eintrittsöffnurg (12) für den aufgeweiteten Kunststoffrohrteil (14) in der am Anfang des Wasserkastens (3) befindlichen Stirnwand (19), einer Austrittsöffnung (13) für das aufgeweitete Rohr (14) in der Stirnwand (20) am Ende des Wasserkastens (3), elastische Dichtungen (15) an den genannten Öffnungen (12), (13), Eintrittsstutzen (17) für das Kühlwasser am Anfang des Wasserkastens (3) und Austrittsstutzen (16) für das Kühlwasser am Ende des Wasserkastens (3) besteht.Leerseite
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