DE2262310C3 - Vorrichtung zum Umformen eines glatten Rohres aus thermoplastischem Kunststoff in ein gewindeförmiges Wellrohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umformen eines glatten Rohres aus thermoplastischem Kunststoff in ein gewindeförmiges Wellrohr, mit einem Innendorn zur Führung des glatten Rohres, einem das Rohr umgebenden in Drehrichtung antreibbaren Formring mit einem gewindeförmigen Wellprofil an seiner Innenfläche und einer den Formring umfassenden Aufnahmebüchse für den Formring.

Es ist eine Wickelvorrichtung zum Hcrsiellen gewindeförmiger Wellrohre bekannt, welche mit einem Innendorn für das Rohr und einem beide umgebenden Formring mit Wellprofil arbeitet wobei der Innendorn einen Gewindeansatz aufweist und der Formring aus einer zugeordneten Gewindemutter besteht. Beide werden angetrieben und laufen gleichsinnig mit gleicher Drehzahl um. Mit der bekannten Wickelvorrichtung lassen sich unter Berücksichtigung des stets konstanten Abstandes zwischen Innendorn und Formring lediglich Rohre mit konstanter Wandstärke und Wellentiefe herstellen. Da im übrigen der Formring stets das zu bearbeitende Kunststoffrohr im Bereich der zu produzierenden Wellungen vollständig umfaßt, dürften beachtliche Reibungskräfte zwischen Formring und Innendorn auttreten, welche es einerseits fraglich erscheinen lassen, ob sich mit der bekannten Wickelvorrichtung riefenfreie Wellrohre herstellen lassen, welche andererseits die Herstellung von dickwandigen Rohren mit großen Durchmessern kaum ermöglichen dürften. Insbesondere hohe Produktionsgeschwindigkeit und damit rationelle Fertigung erscheinen ausgeschlossen (OE-PS 1 27 644).

Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffrohren mit gewellter Wandung bekannt, wonach die Kunststoffrohre zunächst mit glatter Wandung hergestellt und dann mittels einer umlaufenden Umformvorrichtung gewellt werden. Dabei wird auf die Verwendung eines Innendorns gänzlich verzichtet. Auch in diesem Fall erscheint die Herstellung dickwandiger Rohre mit großen Rohrquerschnitten kaum möglich, insbesondere ist unter Berücksichtigung des fehlenden Innendorns zu befürchten, daß beachtliche Verwerfungen im Zuge des Aufbringens der Wellungen auftreten, so daß letztlich eine zusätzliche Kalibirierung erforderlich ist, wenn Mißbildungen im Sinne einer beliebig gekrümmten Rohrachse ausgeschaltet werden sollen (GB-PS 10 98 092).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, mit der sich Kunststoffrohre längs- und querriefenfrei kontinuierlich, schnell und damit rationell herstellen lassen, und zwar selbst unter Berücksichtigung unterschiedlicher

Wandstärken und Wellentieren.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß der Innendorn drehfest angeordnet ist und die Aufnahmeoüchse aus einem Innenexzenter und einem diesen umgebenden Außenexzenter besteht, die in ihrer Exzentrizität gegeneinander verstellbar und gemeinsam um den Formnng umlaufend antreibbar sind. Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß der Formring gleichsam die Funktion eines Prägeringes erfüllt, wel eher stets im Bereich größter Exzentrizität durch die umlaufendes Exzenter gegen das Kunststoffrohr zur Herstellung einer gewindeförmigen Wellung angedrückt wird Insoweit findet zwar umlaufende, aber stets nur bereichsveise Prägung des Kunststoffrohres statt

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind im folgenden aufgeführt. So ist vorgesehen, daß zwischen dein Innenexzenter und dem Formring Wälzlagerkörper unter Bildung einer den Formring umgebenden Kühlkammer mit zugeordneten Dichtungsringen angeordnet sind, um einerseits eine einwandfreie drehbare Lagerung der Exzenter zu gewährleisten, andererseits endgültige Abkühlung und damit Aushärtung des zuvor plastifizierten Rohrmaterials. Vorzugsweise ist der Innenexzenter in dem Außenexzenter verstellbar gelagert und sind beide auf dem Formring drehbar gelagert sowie über den Außenexzenter antreibbar, so daß der Formring lediglich in Ausübung einer Umwälzbewegung gegen das zu profilierende Rohr angedrückt wird. Im übrigen kann auch der Außenexzenter auf dem Innenexzenter verstellbar gelagert sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß dem Innenexzenter unter Zwischenschaltung einer Nut/Feder- oder Klauenverbindung eine Verstellbuchse mit einer Verstelleinrichtung zugeordnet ist Vorzugsweise ist eine Verschiebebuchse der Verstelleinrichtung mittels «Cupplungsstäben, welche in entsprechende Bohrungen des Außenexzenters eingreifen, zusätzlich geführt und der Außenexzenter dadurch gegenüber dem Innenexzenter nach Einstellung einer Exzentrizität fixiert

Nach einert bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Formring eine umlaufende Vakuumkammer sowie eine Mehrzahl über seine Formgebungslänge uM seinen Umfang angeordnete Saugkanäle aufweist, welche in den Wellentälern des Wellprofils münden und die Vakuumkammer mit dem zwischen dem Formnng und dem Rohr gebildeten Zwischenraum verbinden. Durch diese Maßnahmen wird das extrudierte Rohr bzw. das sich noch im plastischen Zustand befindliche Material gleichsam in das WeMprofil des Formringes hineingesaugt, während der Formring über die umlaufenden Exzenter an dem zu profilierenden Rohr abgewälzt wird. Durch das gleichsame Einsaugen des Rohres in das Wellprofil des Formringes entsteht im Ergebnis ein Wellrohr, welches nicht nur eine gewindeförmige Außenfläche, sondern eine entsprechend gewindeförmige Innenfläche aufweist, so daß das fertiggestellte Rohr sich auf Grund seiner über den gesamten Querschnitt erstreckenden Wellung durch besondere Flexibilität auszeichnet. In diesem Fall wird also mit Absicht auf eine glatte Rohrinnenwandung verzichtet diese erhält vielmehr das gleiche Wellprofil wie die Außenwandung. Dazu kann die Vakuumkammer aus lediglich in Axialrichtung verlaufenden ⁶S über den Umfang des Formrings verteilten Stichbohrungen bestehen, an welche jeweils eine Saugkanalreihe mit einer Mehrzahl von Saugkanälen angeschlossen

Ί.

ist Ferner besteht die Möglichkeit, daß jeweils nur das offene Ende der sich gerade in geringstem Abstand zur Mittelachse des Innendorns befindenden Stichbohrung mit einem Vakuumerzeuger verbunden ist so daß sich das erforderliche Vakuum leicht herstellen läßt Denn das Ansaugen des Rohre bzw. Einsaugen in das Wellprofil des Formringes erfolgt ohnehin stets nur in jenem Bereich, in dem der Formring sich gerade an dem Rohr abwälzt, also den geringsten Abstand zur Mittelachse des Innendorns aufweist Um die Vakuumerzeugung zu erleichtern, weist der Formring endseitig mit dem Rohr zusammenwirkende Ringdichtungen auf.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß an dem Formring ein Stanzring mit über seinem Umfang verteilten Stanzmessern befestigt ist deren freier Innenumfang bei zentrisch eingestelltem Formring größer als der maximale Außenumfang des gewellten Rohres ist Der an den Formring angeschlossene Stanzring wird mit diesem derart exzentrisch verstellt daß beim Abwälzen des Formringes und damit des Stanzringes die Stanzmesser dann die Rohrwandung durchdringen und Löcher herstellen, wie sie für Ventilationsrohre oder Drainrohre verlangt werden. Dabei kann die Ausbildung des Stanzringes unschwer so gewählt werden, daß die Stanzmesser im Bereich der Wellentäler des gewellten Rohres angeordnet sind.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß eine Umformvorrichtung verwirklicht wird, welche die Hersteilung von gewindeförmigen Wellrohren im Zuge einer rationellen und vollständig riefenfreien Fertigung, und zwar unter Berücksichtigung einerseits variabler Wandstärken, andererseits unterschiedlicher Wellentiefen, ermöglicht Stets ist unschwer eine Abstimmung auf die jeweilige Wandstärke und Wellentiefe unter Berücksichtigung der umlaufenden Exzenter und ihrer einstellbaren Exzentrizität möglich. Der Formring selbst dient lediglich als Prägewerkzeug, welches eben nur bereichsweise, nämlich im Bereich der maximalen Exzentrizität der beiden Exzenter gegen das Kunststoffrohr angedrückt wird und dabei die betreffende Wellung praktisch aufprägt Infolge der einerseits umlaufenden Exzenter und andererseits des lediglich bereichsweise angedrückten Kunststoffrohres werden die sonst auftretenden Reibungskräfte beachtlich reduziert so daß kontinuierliche Rohrherstellung im Wege der Extrusion mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten möglich ist Hinzu kommt daß lediglich die Exzenterringe umlaufen, so daß sich eine verhältnismäßig kompakte und einfache sowie funktionssichere Bauweise verwirklichen läßt Daher bestehen keine Schwierigkeiten, die erfindungsgemäße Umformvorrichtung an bereits vorhandene Extruder anzuschließen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Umformen eines glatten Rohres in ein gewindeförmiges Wellrohr,

l· i g. 2 den Gegenstand nach F i g. 1 zur Herstellung von Wellrohren mit gewellter Innenwandung,

F i g. 3 einen Vertikalschnitt durch den Gegenstand nach F i g. 1 mit eingestellter Exzentrizität (180°),

Fig.4 einen Querschnitt durch den Gegenstand nach F i g. 2 ebenfalls mit eingestellter Exzentrizität (180°) und

F i g. 5 einen Stanzring für die Gegenstände nach F i g. 1 und 2 im Axialschnitt und mit eingestellter Ex-

zentrizität(180°).

In den Figuren ist eine Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von gewindeförmigen Wellrohren 1 aus thermoplastischem Kunststoff dargestellt, die in ihrem grundsätzlichen bekannten Aufbau aus einem Extruder s 2 mit Rohrspritzkopf 3, einer nachgeordneten KaIib^r?<:reinrichtung 4 mit Kühl- 5 und Vakuumzone 6 und einer anschließenden Vorrichtung 7 zum Umformen eines glatten Rohres in das gewindeförmige Wellrohr 1 besteht (F i g. 1 und 2). Die Umformvorrichtung 7 weist einen Innendorn 8 zur Führung des glatt extrudierten Rohres und einen diesen bzw. dieses umgebenden Formring 9 nut gewindeförmigem Wellprofil 10 sowie einen den Formring 9 umgebenden Innenexzenter 11 und diesen umgebenden Außenexzenter 12 auf, wobei beide Exzenter 11, 12 gegeneinander und dadurch der Formring 9 exzentrisch gegen das Rohr bzw. den Innendorn 8 verstellbar und die Exzenter U, 12 mit gewählter Exzentrizität E auf dem Formring 9 umlaufend angetrieben sind (Fig.3). Zwischen Innenexzenter 11 jo und Formring 9 sind Wälzlagerkörper 13 unter Bildung einer den Formring 9 umgebenden Kühlkammer 14 mit zugeordneten Dichtungsringen 15 angeordnet Der Innenexzenter 11 ist in dem Außenexzenter 12 verstellbar gelagert und beide sind auf dem Formring 9 dreh- bar gelagert und über den Außenexzenter 12 antreibbar. Auch der Außenexzenter 12 kann auf dem Innenexzenter 11 verstellbar gelagert sein. Dem Innenexzenter 11 ist unter Zwischenschaltung einer Nut/Federoder Klauenverbindung 16 eine Verstellbuchse 17 mit einer Verstelleinrichtung 18 zugeordnet, z. B. eine auf der Verstellbuchse 17 axial geführte Verschiebebuchse 19 mit Schrägverzahnung oder Schrägnutführung 20 zwischen Verstell- 17 und Verschiebebuchse 19 sowie mit Hebelgetriebe 21 und Betätigungseinrichtung 22. Die Verschiebebuchse 19 der Verstelleinrichtung 18 ist mittels Kupplungsstäbe U, 23, welche in entsprechende Bohrungen 24 des Außenexzenters 12 eingreifen, zusätzlich geführt und der Außenexzenter 12 ist dadurch gegenüber dem Innenexzenter 11 nach Einstellung einer Exzentrizität E fixiert.

Der Formring 9 weist eine umlaufende Vakuumkammer 25 sowie eine Mehrzahl über seine Formgebungslänge 26 und seinen Umfang angeordnete Saugkanäle 27 auf, welche in den Wellentälern 29 des Wellprofils 10 münden und die Vakuumkammer 25 mit dem zwischen dem Formring 9 und dem Rohr gebildeten Zwischenraum 28 verbinden, so daß ein Rohr mit nicht nur gewellter Außenwandung 30, sondern auch gewellter Innenwandung 31 herstellbar ist. Dargestellt ist eine Ausführungsform, nach der der Formring 9 als Vakuumkammer 25 lediglich in Axialrichtung verlaufende über seinen Umfang gleichmäßig verteilte Stichbohrungen 32 aufweist, an welche jeweils eine Saugkanalreihe mit einer Mehrzahl von Saugkanälen 27 angeschlossen ist (F i g. 4). Dabei besteht die Möglichkeit, daß jeweils nur das offene Ende der sich gerade in geringstem Abstand zur Mittelachse 33 des Innendoms 8 befindenden Stichbohrung 32 mit einem Vakuumerzeuger verbunden ist Der Formring 9 weist endseitig mit dem extrudierten Rohr bzw. dem Wellrohr 1 zusammenwirkende Ringdichtungen 34 auf.

Wie F i g. 5 zeigt, ist an dem Formring 9 außerdem ein Stanzring 35 mit über seinem Umfang verteilten Stanzmessem 36 befestigt deren freier Innenumfang bei zentrisch eingestelltem Formring 9 größer als der maximale Außenumfang des Wellrohrs 1 ist um dieses ein- und ausführen zu können. Im übrigen erfährt der Stanzring 35 zum Einstanzen von Stanzlöchern in das Wellrohr 1 die dazu erforderliche Exzentrizität E mit dem zugeordneten Formring 9. Die Stanzmesser 36 sind im Bereich der Wellentäler 29 des Wellrohrs 1 angeordnet

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Umformen eines glatten Rohres aus thermoplastischem Kunststoff in ein gewindeförmiges Wellrohr, mit einem Innendorn zur Führung des glatten Rohres, einem das Rohr umgebenden in Drehrichtung antreibbaren Formring mit einem gewindeförmigen WellprofU an seiner Innenfläche und einer den Formring umfassenden Aufnahmebüchse für den Formring, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendorn (8) drehfest angeordnet ist und die Aufnahmebüchse aus einem Innenexzenter (11) und einem diesen umgebenden Außenexzenter (12) besteht, die in ihrer Exzentrizitat (E) gegeneinander verstellbar und gemeinsam um den Formring (9) umlaufend antreibbar sind.

2. Verrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innenexzenter (11) und dem Formring (9) Wälzlagerkörper (13) unter BiI-dung einer den Fonnring (9) umgebenden Kühlkammer (Ϊ4) mit zugeordneten Dichtungsringen (15) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenexzenter (11) in dem Außenexzenter (12) verstellbar gelagert und beide auf dem Forinring (9) drehbar gelagert und über den Außenexzenter (12) antreibbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Außenexzenter (12) auf dem Innenexzenter (11) verstellbar gelagert ist

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Innenexzenter (11) unter Zwischenschaltung einer Nut/Feder- oder Klauenverbindung (16) eine Verstellbuchse (17) mit einer Verstelleinrichtung (18) zugeordnet ist

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschiebebuchse (19) der Verstelleinrichtung (18) mittels Kupplungsstäben (23), welche in entsprechende Bohrungen (24) des Außenexzenters (12) eingreifen, zusatz lieh geführt und der Außenexzenter (12) dadurch gegenüber dem Innenexzenter (11) nach Einstellung einer Exzentrizität (E) fixiert ist

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Formring (9) eine umlaufende Vakuumkammer (25) sowie eine Mehrzahl über seine Formgebungslänge (26) und seinen Umfang angeordnete Saugkanäle (27) aufweist welehe in den Wellentälern (29) des Wellprofils (10) münden, und die Vakuumkammer (25) mit dem zwischen dem Formring (9) und dem Rohr (1) gebildeten Zwischenraum (28) verbinden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumkammer (25) lediglich aus in Axialrichtung verlaufenden über den Umfang des Formringes (9) verteilten Stichbohrungen (32) besteht, an welche jeweils eine Saugkanalreihe mit einer Mehrzahl von Saugkanälen (27) angeschlossen *> ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur das offene Ende der sich gerade in geringstem Abstand zur Mittelachse (33) des Innendorns (11) befindenden Stichbohrung (32) mit einem Vakuumerzeuger verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Formring (9) endseitig mit dem Rohr (1) zusammenwirkende Ringdichtungen (34) aufweist

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Formring (9) ein Stanzring (35) mit über seinem Umfang verteilten Stanzmessern (36) befestigt ist, deren freier Innenumfang bei zentrisch eingestelltem Formring (9) größer als der maximale Außenumfang des gewellten Rohres (1) ist

IZ Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzmesser (35) im Bereich der Wellentäler (29) des gewellten Rohres (1) angeordnet sind.