DE2138917A1

DE2138917A1 - Spun plastics foam pipe - made by introducing mixture uniformly alony entire length of mould

Info

Publication number: DE2138917A1
Application number: DE19712138917
Authority: DE
Inventors: Helmut Gross; Ladislaus Veres
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1971-08-04
Filing date: 1971-08-04
Publication date: 1973-02-15

Abstract

Appts. for forming a foamed plastic pipe comprises an outer, rotatable tubular mould, mounted horizontally, and a filler device which introduces the mixture of plastics, foaming agent and hardener etc. uniformly along the entire length of the tubular mould. Typically, the feed apparatus may comprise a long "spoon", inserted into the tubular mould and then tilted, or a progressively withdrawn feed tube, or a sliding mixing head which discharges the product as it moves a guide bar within the mould. The mould may be either fixed or rotating during the introduction.

Description

Vorrichtung zur Herstellung eines Rohres aus einem geschäumten Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, welche zur Herstellung eines Rohres aus einem geschäumten Kunststoff verwendet werden soll. Diese Vorrichtung besteht aus einer die Abmessungen des Rohres festlegenden Form zur Aufnahme eines den geschäumten Kunststoff ergebenden Gemisches aus Kunststoffmonomeren oder Vorpolymerisaten und Härtern.Device for producing a pipe from a foamed plastic The invention relates to an apparatus which is used for manufacturing a pipe made of a foamed plastic is to be used. This device consists from a shape defining the dimensions of the pipe for receiving one of the foamed Mixture of plastic monomers or prepolymers and resulting in plastic Hardeners.

Kunststoffrohre, insbesondere auch solche aus geschäumten Materialien, werden zur Fortleitung von flüssigen oder gasförmigen Medien immer mehr eingesetzt, da sie insbesondere gegen aggressive Medien beständig sind. Derartige Kunststoffrohre können mit bekannten Verfahren, beispielsweise mittels eines Extruders oder durch Gießen, hergestellt werden. Bei dem Extrusionsverfahren werden bereits polymerisierte Kunststoffe mit einem Treibmittel, das bei der Spritztemperatur Gase abspaltet, versetzt. Hierbei muß die Temperatur im Extruder konstant gehalten werden, da sonst Schäume verschiedener Porengröße entstehen Dieses Verfahren ist daher aufwendig. Beim Gießverfahren werden Kunststoffmonomere oder Vorpolymerisate, die eine gießbare Konsistenz haben, mit flüssigem Treibmittel oder mit einem zur Gasabspaltung führenden Stoff versetzt. Als weiterer Mischungsbestandteil wird ein für die Polymerisation notwendiger Katalysator bzw. Härter hinzugegeben, der in besonderen Fällen auch die Abspaltung des Gases auslösen kann. Die Kunststoffvorprodukte werden dann in eine Form gegossen, die im einfachsten Fall aus zwei kreiszylindrischen Papphälsen unterschiedlichen Durchmessers besteht.Plastic pipes, especially those made of foamed materials, are used more and more to convey liquid or gaseous media, because they are particularly resistant to aggressive media. Such plastic pipes can with known methods, for example by means of an extruder or by Casting, to be produced. The extrusion process already polymerizes Plastics with a propellant that releases gases at the injection temperature, offset. The temperature in the extruder must be kept constant, otherwise Foams of different pore sizes are produced. This process is therefore complex. In the casting process, plastic monomers or prepolymers that have a castable Have consistency, with or with liquid propellant one for gas separation leading fabric. A further component of the mixture is used for the polymerization necessary catalyst or hardener added, in special cases too can trigger the splitting off of the gas. The plastic pre-products are then in poured a shape, which in the simplest case consists of two circular-cylindrical cardboard necks of different diameters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit Hilfe derer Rohre aus geschäumtem Kunststoff mit geringem Aufwand präzise hergestellt werden können. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Form als in waagerechter Position angeordnetes, drehbar gelagertes Formrohr, in welches das Gemisch über die gesamte Länge des Formrohres mittels einer Einfüllvorrichtung eingebracht wird, ausgebildet ist. Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß mit einer derartigen Vorrichtung Rohre großer Länge hergestellt werden können, deren Wandstärke vollig gleichmäßig ist und deren Aufschäumgrad beliebig einstellbar ist. Hierbei ist es durch Steuerung der Drehzahl des Formrohres auch möglich, eine glatte Außenhaut für das Kunststoffrohr zu erhalten.The invention is based on the object of specifying a device with the help of which tubes made of foamed plastic are precisely manufactured with little effort can be. This task is accomplished with a device of the type described at the beginning Kind according to the invention solved in that the shape than in the horizontal position arranged, rotatably mounted shaped tube, in which the mixture over the entire Length of the shaped tube is introduced by means of a filling device, formed is. The advantage of the invention is to be seen in the fact that with such a device Pipes of great length can be produced, the wall thickness of which is completely uniform and whose degree of foaming can be adjusted as required. Here it is through control the speed of the molded tube also possible, a smooth outer skin for the plastic tube to obtain.

Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich nicht nur zur Herstellung von Kunststoffrohren an sich, sondern es ist auch möglich, das Formrohr mit Hilfe des Kunststoffes auszukleiden und so ein innen thermisch und schallisoliertes Leitungsrohr zu erhalten. Beim Betrieb der Vorrichtung ist darauf zu achten, daß das Formrohr während des Aufschäumvorgangs eine derartige Drehzahl hat, daß seine Radialbeschleunigung größer als die Erdbeschleunigung ist. Je nach der verwendeten Menge des Gemisches oder auch der Treibmittelmenge erhält man dann Rohre bzw. Auskleidungen mit unterschiedlicher Dicke.The device according to the invention is not only suitable for manufacture from plastic pipes per se, but it is also possible to use the molded pipe of the plastic lining and thus a pipe that is thermally and sound-insulated on the inside to obtain. When operating the device, make sure that the shaped tube has such a speed during the foaming process that his Radial acceleration is greater than the acceleration due to gravity. Depending on the used The amount of the mixture or the amount of propellant is then obtained from pipes or linings with different thickness.

Das Gemisch, das heißt mit anderen Worten, das Kunststoffvorprodukt, wird in einer entsprechenden Mischkammer mit einem Mischkopf in der erforderlichen Weise gemischt und in das waagerecht eingespannte Formrohr eingeführt. Das Formrohr kann sich während des Einfüllens des Gemisches bereits in Rotation befinden, es kann jedoch auch erst nach dem Einfüllen in Rotation versetzt werden. Ausschlaggebend für eine gleichmäßige Wanddicke des zu erzeugenden Kunststoffrohres ist die Verwendung eines genau zentrierten, nicht schlagenden Formrohres. Das richtige Einbringen des Gemisches in das Formrohr ist' ebenfalls von Bedeutung.The mixture, in other words, the plastic precursor, is in a corresponding mixing chamber with a mixing head in the required Mixed way and inserted into the horizontally clamped shaped tube. The shaped tube can already be in rotation during the filling of the mixture, it however, it can also only be set in rotation after filling. Decisive for a uniform wall thickness of the plastic pipe to be produced is the use of a precisely centered, non-hammering shaped tube. Correct introduction of the Mixture in the molding tube is also important.

Bei dünnflüssigen Gemischen, die meist aus monomeren Kunststoffbausteinen bestehen, genügt das Einführen bei rotierendem Formrohr mit Hilfe eines Schnabelbechers. Bei viskosen Gemischen, bei schnelleinsetzender Schaumentwicklung bzw. bei langen Formrohren müssen die Rohstoffe des Gemisches an die Stelle des Formrohres gebracht werden, an der sie geschäumt und ausgehärtet werden sollen. Hier kann mit Hilfe eines sogenannten Löffels oder mit einer pneumatischen Vorrichtung das Gemisch in das rotierende Formrohr eingefüllt werden. Bei schnell einsetzender Schaum-und Härtungsreaktion muß das Gemisch direkt vom Mischkopf der Mischkammer aus in das Formrohr eingebracht werden.In the case of low-viscosity mixtures, which are usually made of monomeric plastic components exist, it is sufficient to insert the shaped tube with the help of a spout while the tube is rotating. With viscous mixtures, with rapid foam development or with long Shaped tubes have to bring the raw materials of the mixture to the place of the shaped tube on which they are to be foamed and cured. Here can help a so-called spoon or with a pneumatic device the mixture in the rotating mold tube can be filled. In the case of a foam and hardening reaction that sets in quickly the mixture must be introduced into the forming tube directly from the mixing head of the mixing chamber will.

Als Gemisch eignet sich besonders eine Mischung aus Isocyanaten und Polyolen, denen auch ein Zusatz von Treibmitteln beigegeben werden kann. Als Formrohr kann ein Metall- oder Kunststoffrohr verwendet werden, das innen mit Trennmitteln oder Haftvermittlern beschichtet werden kann, je nach dem, ob das geschäumte Kunststoffrohr selbständig sein oder mit dem Formrohr eine Einheit bilden soll. Es ist auch zweckmäßig, das Formrohr vor dem For-º mungsvorgang auf eine Temperatur von etwa 40 bis 150 C zu erwärmen. Hierdurch kann erreicht werden, daß die Kunststoffschaummasse durch zu langsam ablaufende Polymerisation bzw. Polyaddition nicht in sich zusammenfällt, und daß ein niedriges Raumgewicht des Schaumes entsteht.A mixture of isocyanates and is particularly suitable as a mixture Polyols to which blowing agents can also be added. As a molded tube a metal or plastic pipe can be used inside with Release agents or adhesion promoters can be coated, depending on whether the foamed Plastic pipe to be independent or to form a unit with the molded pipe. It is also advisable to bring the tube to a temperature before the molding process to be heated from about 40 to 150 C. In this way it can be achieved that the plastic foam compound does not collapse due to polymerisation or polyaddition which is too slow, and that the foam has a low density.

Die Vorrichtung nach der Erfindung wird im folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.The device according to the invention is described below with reference to in Illustrated embodiments illustrated in the drawings.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen drei unterschiedliche Ausführungsformen für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, zum Teil in schematischer Darstellung, und Fig. 4 gibt eine Einzelheit von Fig. 3 in vergrößertem Maßstab wieder.1 to 3 show three different embodiments for a device according to the invention, partly in a schematic representation, and FIG. 4 shows a detail of FIG. 3 on an enlarged scale.

Mit 1 ist eine Vorrichtung bezeichnet, deren Spannkopf 2 in Rotation versetzt werden kann. In diesem Spannkopf ist das Formrohr 3 angeordnet, welches an seinen Enden mit Verschlüssen 4 und 5 versehen ist, Der Verschluß 5 hat dabei eine Bohrung zur Aufnahme eines Löffels 6, der gemäß der gesonderten Ansicht des Schnittes A-B nach oben offen ist.1 with a device is referred to, the clamping head 2 in rotation can be moved. In this clamping head, the shaped tube 3 is arranged, which is provided at its ends with closures 4 and 5, the closure 5 has it a hole for receiving a spoon 6, which according to the separate view of the Section A-B is open at the top.

Der Löffel 6 ist mit Hilfe der Schubstange 7 in das Formt rohr 3 einschibbar und hat eine Länge, die genau der Länge des Formrohres 3 entspricht. In den Löffel 6 wird das aus der Mischkammer kommende Gemisch zur Herstellung des geschäumten Kunststoffrohres eingefüllt. Nach diesem Einfüllvorgang wird der Löffel 6 durch die Öffnung des Verschlusses 5 in das Formrohr 3 eingeführt, welches inzwischen in Rotation versetzt worden ist, und innerhalb des Rohres dann umgekippt, so daß das Gemisch auf die Innenfläche des Formrohres gelangt.The spoon 6 can be inserted into the molding tube 3 with the aid of the push rod 7 and has a length which corresponds exactly to the length of the shaped tube 3. In the spoon 6 is the mixture coming from the mixing chamber for the production of the foamed Plastic pipe filled. After this filling process, the spoon 6 is through the opening of the closure 5 is introduced into the molded tube 3, which in the meantime has been set in rotation, and then overturned inside the tube, so that the mixture reaches the inner surface of the molded tube.

Infolge der Rotation des Formrohres 3 wird der Kunststoff des Gemisches sich dann gleichmäßig über die innere Oberfläche des Formrohres verteilen und so ein Rohr aus geschäumten Kunststoff mit gleichbleibender Wanddicke erzeugen. Die Einstellung dieser Wanddicke und der Grad der Aufschäumung hängen dabei von der Zusammensetzung des Kunststoffgemisches ab. Wie bereits weiter oben erwähnt, kann das Formrohr 3 vor dem Einfüllen des Kunststoffgev misches an seiner inneren Oberfläche mit einem Trennmittel oder einem Haftvermittler beschichtet worden sein, die bewirken, daß das geschäumte Kunststoffrohr nach dem Formungsvorgang aus dem Formrohr 3 entfernt werden kann oder fest mit diesem verbunden bleibt und so als Auskleidung desselben dient. Vor dem Einspannen des Formrohres 3 in den Spannkopf 2 der Vorrichtung 1 ist es außerdem möglich und auch zweckmäßig, das Formrohr zu erwärmen.As a result of the rotation of the molded tube 3, the plastic of the mixture then spread evenly over the inner surface of the molded tube and so on create a pipe made of foamed plastic with a constant wall thickness. the Setting this wall thickness and the degree of foaming depend on the Composition of the plastic mixture. As mentioned above, can the molded tube 3 before filling the Kunststoffgev mix on its inner surface have been coated with a release agent or an adhesion promoter that have the effect of that the foamed plastic pipe is removed from the molding pipe 3 after the molding process can be or remains firmly connected to this and so as a lining of the same serves. Before clamping the shaped tube 3 in the clamping head 2 of the device 1 it is also possible and also expedient to heat the shaped tube.

In Fig. 2 sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Formrohr und sein Antrieb sind die gleichen wie in Fig. 1, jedoch ist die Art der Zuführung des Gemisches gegenüber Fig. 1 abgeändert. Mit 8 ist jetzt ein-Einleirohr bezeichnet, das direkt mit dem Mischkopf 9 einer der Einfachheit halber nicht dargestellten Mischkammer verbunden ist, an welche der Mischkopf über die Leitung 10 angeschlossen ist. Das Einleitrohr 8 ist nun mindestens genauso lang wie das Formrohr 3 und kann mit Hilfe eines Druckrohres il in das Formrohr 3 eingeführt werden. Für diesen Einführungsvorgang wird dann das Gemisch aus der Mischkammer in den Mischkopf 9 gedrückt und gelangt aus der Öffnung des Einleitrohres 8 austretend in das Formrohr 3. Das Einleitrohr 8 wird mit gleichmäßiger Geschwindigkeit durch das Formrohr 3 bewegt und auf diese Weise eine gleichmäßige Beschichtung des Formrohres 3 erreicht, welches wiederum bereits rotieren oder auch anschließend in Rotation versetzt werden kann.In Fig. 2, the same parts as in Fig. 1 are given the same reference numerals Mistake. The forming tube and its drive are the same as in Fig. 1, however is the type of supply of the mixture compared to FIG. 1 modified. With 8 is now a-Einleirohr referred to, which is directly connected to the mixing head 9 one of the simplicity is connected for the sake of the mixing chamber, not shown, to which the mixing head is connected the line 10 is connected. The inlet pipe 8 is now at least as long like the shaped tube 3 and can be introduced into the shaped tube 3 with the aid of a pressure tube il will. The mixture is then extracted from the mixing chamber for this introduction process is pressed into the mixing head 9 and emerges from the opening of the inlet pipe 8 into the forming tube 3. The inlet tube 8 is through at a constant speed the shaped tube 3 moves and in this way a uniform coating of the shaped tube 3 reached, which in turn rotate already or afterwards can be set in rotation.

Mit der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung lassen sich längere Rohre als mit den Vorrichtungen nach Fig. 1 und 2 herstellen. Auch hier sind gleiche Teile wie in den vorangehenden Figuren wieder mit gleichen Bezugszeichen versehen.With the device shown in Fig. 3, longer pipes than produce with the devices of FIGS. Here, too, are the same parts as in the previous figures, again provided with the same reference numerals.

In den Spannkopf 2 der Antriebsvorrichtung 1 ist wiederum ein Formrohr 3 eingespannt, das an den Enden mit Verschlüssen 4 und 5 versehen ist. Diese Verschlüsse sind hier jedoch beide mit Öffnungen versehen, und durch das Formrohr 3 sind eine antreibbare Leitspindel 12 und ein Führungsstab 13 hindurchgeführt. Leitspindel und Führungsstab sind in den Lagerböcken 14 und 15 gelagert, in welchen auch der Antrieb für die Leitspindel angeordnet ist. Aus Fig. 4, welche eine vergrößerte Ansicht des Inneren des Formrohres 3 wiedergibt, geht nun hervor, daß auf der Leitspindel 12 und dem Führungsstab 13 ein Mischkopf 16 angebracht ist, welcher über Zuleitungen 17 mit einer wieder der Einfachheit halber nicht dargestellten Mischkammer verbunden ~ist. Dieser Mischkopf läßt sich mittels der Leitspindel 12 mit gleichmäßiger Geschwindigkeit durch das Formrohr 3 bewegen und so dazu verwenden, die innere Oberfläche des Formrohres 3 gleichmäßig mit dem aus der Mischkammer kommenden Gemisch des Kunststoffes zu beschichten. Auch hier kann wieder das Formrohr bereits vor der Beschichtung rotieren. Es ist jedoch auch möglich, dasselbe erst nach der Beschichtung in Rotation zu versetzen. Auch bei dieser Vorrichtung ergibt sich wieder ein Kunststoffrohr mit gleichmäßiger Wandstärke, das als selbständiges Gebilde oder mit dem Formrohr 3 verklebt hergestellt werden kann.A shaped tube is in turn in the clamping head 2 of the drive device 1 3 clamped, which is provided with closures 4 and 5 at the ends. These closures However, here both are provided with openings, and through the shaped tube 3 are one drivable lead screw 12 and a guide rod 13 passed through. Lead screw and guide rod are stored in the bearing blocks 14 and 15, in which the Drive for the lead screw is arranged. From Fig. 4, which is an enlarged View of the interior of the shaped tube 3 shows, it can now be seen that on the lead screw 12 and the guide rod 13, a mixing head 16 is attached, which via supply lines 17 is connected to a mixing chamber, not shown again for the sake of simplicity ~ is. This mixing head can be moved by means of the lead screw 12 at a constant speed move through the forming tube 3 and so use the inner surface of the forming tube 3 evenly with the mixture of plastic coming from the mixing chamber coat. Here, too, the shaped tube can rotate before coating. However, it is also possible to set it in rotation only after the coating. With this device, too, there is again a plastic tube with more uniformity Wall thickness, which is produced as an independent structure or glued to the molded tube 3 can be.

Im folgenden werden noch drei Beispiele zur Herstellung von Kunststoffrohren mit der VOrrichtung nach der Erfindung angegeben.The following are three more examples for the production of plastic pipes indicated with the device according to the invention.

Beispiel 1 Als Formrohr wird ein Metallrohr mit einem Innendurchmesser von 100 mm und einer Länge von 300 mm verwendet. Dieses Metallrohr wird vor dem Einbringen des Kunststoffgemisches auf eine Temperatur von etwa 65 0c vorgewärmt und dann auf eine Umdrehungszahl von 400 U/min gebracht. Als Kunststoffmasse wird ein Gemisch aus Isocyanat, Polyol und Wasser verwendet, und zwar werden 80 g dieser Kunststoffmasse in das Metallrohr eingefüllt. Es ergibt sich dann eine Wanddicke des Kunststoffrohres von ca. 10 mm.Example 1 A metal pipe with an inside diameter is used as the shaped pipe of 100 mm and a length of 300 mm are used. This metal pipe is in front of the Introducing the plastic mixture preheated to a temperature of about 65 0c and then brought to a speed of 400 rpm. As a plastic compound a mixture of isocyanate, polyol and water is used, namely 80 g of this Plastic compound filled into the metal tube. A wall thickness then results of the plastic pipe of approx. 10 mm.

Beispiel 2 Als Formrohr wird wiederum ein Metallrohr mit 100 mm Innendurchmesser und 300 mm Länge verwendet, das auf etwa 650c erwärmt wird. Die Drehzahl beträgt wiederum 400 U/min und die gleiche Kunststoffmasse von 80 g wird zur Herstellung verwendet. Die Geschwindigkeit des Einleitrohres 8 wird über die Drucklufteinrichtung so eingestellt, daß das Einleitrohr bzw. dessen Öffnung das 300 nun lange Metallrohr in 7 sec durchlaufen hat. Auch hier ergibt sich dann wieder ein Rohr mit einer Wandstärke von 10 mm.Example 2 A metal tube with an internal diameter of 100 mm is again used as the shaped tube and 300mm length which is heated to about 650c. The speed is again 400 rpm and the same plastic mass of 80 g is used for production used. The speed of the inlet pipe 8 is controlled by the compressed air device adjusted so that the inlet pipe or its opening is the 300 now long metal pipe has run through in 7 sec. Here, too, there is again a tube with a wall thickness of 10 mm.

Beispiel 3 Als Formrohr wird hier ein Metallrohr mit einem Innendurchmesser von 100 mm verwendet, dessen Länge 2000 mm beträgt.Example 3 A metal tube with an inside diameter is used here as the shaped tube of 100 mm is used, the length of which is 2000 mm.

Dieses Rohr wird auf eine Temperatur von etwa 500C vorgewärmt und erhält eine Drehzahl von 400 U/min. Die gleiche Kunststoffmischung, also wiederum Isocyanat, Polyol und Wasser, wird dann in dieses Rohr mit Hilfe des von der Leitspindel bewegten Mischkopfes eingefüllt, und zwar werden hier 530 g verwendet. Die Geschwindigkeit des Mischkopfes wird so eingestellt, daß derselbe das Metallrohr in 46 sec passiert hat.- Auch hier ergibt sich dann eine Wandstärke des Kunststoffrohres von 10 mm.This tube is preheated to a temperature of about 500C and receives a speed of 400 rpm. The same plastic mixture, so again Isocyanate, polyol, and water, are then fed into this tube with the help of the lead screw moving mixing head, 530 g are used here. The speed the mixing head is adjusted so that it passes the metal pipe in 46 seconds hat.- Here, too, the wall thickness of the plastic pipe is 10 mm.

Für alle drei Beispiele wurde eine Kunststoffschaummasse mit einem Raumgewicht von 50 g/l (freischäumend) verwendet.For all three examples, a plastic foam compound was used with a Volume weight of 50 g / l (free-foaming) used.

Claims

1. Apparatus for producing a pipe from a foamed Plastic, consisting of a shape that defines the dimensions of the pipe Recording of a mixture of plastic monomers which results in the foamed plastic or prepolymers and hardeners, characterized in that the shape as in horizontal Position arranged, rotatably mounted shaped tube (3), into which the mixture over introduced the entire length of the shaped tube (3) by means of a filling device is trained.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the filling device as a spoon (6) which can be swiveled about its axis and has one of the length of the shaped tube (3) corresponding length is formed.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the filling device as connected to a mixing chamber in which the mixture is contained, Inlet tube which can be displaced in the axial direction over the entire length of the shaped tube (3) (8) is formed.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the filling device as a mixing head (16) connected to a mixing chamber, which by means of a the shaped tube (3) guided lead screw (12) is moved through the shaped tube is.

5. Process for the production of a pipe from foamed plastic with a device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the mixture in the stationary or already rotating mold tube (3) evenly is filled in distributed over its entire length.

6. The method according to claim 5, characterized in that the shaped tube (3) is heated prior to the start of the manufacturing process.

7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the inner surface of the shaped tube (3) before the start of the manufacturing process with a Release agent is coated.

8. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the inner surface of the shaped tube (3) before the start of the manufacturing process with a Adhesion promoter is coated.

L e r s e i t e