DE2316954B2 - Verfahren zum kontinuierlichen Formen von Profilen aus Kunststoff und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum kontinuierlichen Formen von Profilen aus Kunststoff und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines quergewellten rohrförmigen Körpers aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem ein zunächst glatter Hohlstrang in die Wellungen einer umlaufenden Hohlform gedrückt wird. Weiter ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 2 angeführten Gattung zur vorteilhaften Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein Verfahren der vorgenannten Gattung ist in der DE-OS 20 62 695 beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein glattes, aus einer Extruderdüse austretendes Rohr unmittelbar nach dem Verlassen dieser Düse an die Innenfläche der mitlaufenden Hohlform angepreßt und dadurch mit den Querwellen versehen, wobei das Anpressen durch den Druck des im Rohrinneren vorliegenden Mediums erfolgt. Bei dieser Vorgangsweise muß die Ex.truderdüse in den Bereich der Hohlform ragen, was oft die Bedienung der Erzeugungsvorrichtung erschwert, und es werden beim fertigen Rohr, da das Ausbilden der Querwellen gleich nach dem Austreten des glatten Rohres aus der Extruderdüse vorgenommen wird, geringere Festigkeitswerte erzielt, als sie mit dem betreffenden Material erreichbar wären.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen bei dem die Bedienbarkeit der Vorrichtung verbessert ist und höhere Festigkeitswerte des fertigen quergewellten Rohres erzielt werden können,
ι ο Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angeführten Maßnahmen vorgesehen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine gute Lösung der vorstehend angeführten Aufgabe erhalten, wobei sich durch die zweistufige Verformung eine wesentliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Rohres ergibt Durch den von der Extrudierdüse ausgehenden Kalibrierdorn wird der vom Extruder austretende Strang gut geführt und es kann zwischen Extrudierdüse und Hohlform ein größerer Abstand vorliegen, was die Bedienung der Vorrichtung besonders beim Anfahren sehr erleichtert Der noch glatte Strang wird durch die Innenkalibrierung exakt in die Hohlform eingeführt und es wird durch das Aufweiten des Stranges bzw. Rohres vor der Hohlform ein gutes Anliegen am Dorn erzielt, das einem unerwünschten Aufblähen des Strangs durch ein im Strang befindliches Druckmedium entgegenwirkt Weiter kann die Produktionsgeschwindigkeit für das entstehende Wellrohr im Hinblick auf die auf dem Kalibrierdorn stattfindende Reckung wesentlich größer sein, als die Geschwindigkeit mit der das glatte Rohr auf den Dorn aufläuft, wobei eine Geschwindigkeitszunahme von mindestens 30% bis maximal etwa 500% erreichbar ist.
Die Ziehkraft wird von der mitlaufenden Hohlform, die gleichzeitig als Abzugvorrichtung wirksam ist, geliefert
Der lichte innere Querschnitt des quergewellten Rohres wird während des aus einem Verformungs- und Abkühlungsschritt bestehenden Formprozesses in der Hohlform durch den Kalibrierdorn bestimmt und es entspricht der lichte innere Querschnitt des fertig geformten Kunststoffprofils den Abmessungen des Kalibrierdorns in der Zone, in der es, noch auf dem
Kalibrierdorn gleitend, abgekühlt wird.
Das Andrücken des noch glatten Rohres an die Hohlform kann durch ein gasförmiges oder flüssiges Medium erzielt werden, das aus einem Kaiibrierdom, der mit entsprechenden Bohrungen versehen ist, mit entsprechend hohem Energieinhalt austritt und das Rohr gegen die Innenwandung des Hohlprofils drückt. Man kann aber für das Andrücken auch außen an das Rohr Unterdruck anlegen. Hierzu wird die Hohlform mit Bohrungen versehen, durch die Luft abgesaugt und so in den Zwischenräumen zwischen der Hohlform und dem mit Querwellen zu versehenden Rohr Atmosphären-Unterdruck erzeugt wird. Der natürliche Atmosphärendruck wirkt dabei auf die Innenfläche des Rohres, weil der Kalibrierdorn mit entsprechenden, mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Bohrungen versehen ist und drückt das Rohr an die Hohlform an. Weiter kann man für das Andrücken des Rohres ai.i die Hohlform Federelemente vorsehen, die auf dem Kalibrierdorn befestigt sind und gegen die Innenfläche des Rohres drücken.
Durch das Aufweiten und Längsziehen des Rohres am Kalibrierdorn wird eine Verfestigung des Materials durch Orientierung oer Makromoleküle sowohl in
axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung — durch Vergrößerung des Umfangs — erreicht Da der Betrag, um den das Rohr in die Länge gezogen wird, variiert werden kann, ist es möglich, die Wandstärke des Rohres durch Veränderung der Ziehrate innerhalb weiter Grenzen einzustellen, ohne Veränderungen an der Herstellmaschine vornehmen zu müssen.
Um die Form des fertigen Rohres zu stabilisieren, ist es erforderlich, dieses Rohr abzukühlen. Die dabei abzuführende Wärmemenge muß von der Hohlform und dem Kalibrierdorn bzw. dem aus ihm austretenden Medium aufgenommen werden. Zur Kühlung des Kalibrierdorns genügt es fast immer, das zur Durchführung des Formvorganges aus Bohrungen des Kalibrierdornes austretende Medium gleichmäßig im Überschuß zuzuführen. Das überschüssige Medium tritt dann durch das offene Ende des kontinuierlich durch die Hohlform laufenden Profils, also durch das der Herstellmaschine abgewandte Ende des Rohres aus.
Zur Unterstützung und Verbesserung des Gleitens des KunslstoffmateriaJs auf dem Kalibrierdorn, aber auch zur Kühlung des Kalibrierdorns und des Kunststoffmaterials, kann man ein gasförmiges oder flüssiges Medium durch Bohrungen des Kalibrierdornes gleichmäßig zuführen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2 angeführten Merkmale charakterisiert Hinsichtlich des Durchmessers des zweiten Abschnitts des Kalibrierdornes ist vorgesehen, daß der Querschnitt dieses Domes im zweiten Abschnitt innerhalb der Grenzen ±10% konstant bleibt.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung, die ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt zeigt, weiter erläutert
Die Vorrichtung weist einen Kalibrierdorn 2 auf, auf den das noch glatte Rohr 1 aus Kunststoff aufläuft Der Querschnitt des Rohres kann kreisförmig, oval, rechteckig, oder von anderer beliebiger Form sein.
Die Form des Querschnittes des Kalibrierdornes 2 entspricht ungefähr der Form des inneren Querschnittes des Rohres 1, das auf ihn aufläuft, so daß das Rohr 1 ab einem Punkt zwischen A und B auf dem im Querschnitt sich verändernden, größer werdenden Kalibrierdorn 2 fest anzuliegen beginnt.
Die Entfernung AB wird so gewählt, daß das Rohr 1 von der sich schließenden äußeren Hohlform 8 erfaßt und über den ansteigenden Teil des Kalibrierdorns 2 gezogen wird. Die Strecke AC = Entfernung vom so Beginn des Kalibrierdornes 2 bis Beginn der geschlossenen äußeren Hohlform 8, kann jede beliebige Länge zwischen 0 und 500 mm haben, vorzugsweise liegt sie zwischen 0 und 100 mm. Die Strecke AB = Beginn des Kalibrierdornes 2 bis Ende der Querschnittsveränderung des Kalibrierdornes 2, kann ebenfalls jede beliebige Länge zwischen 0 und 500 mm haben, auch sie liegt vorzugsweise_zwischen 0 und 100 mm.
Die Strecke BD = Ende der Querschnittsveränderung des Kalibrierdornes 2 bis zum Ende des Kalibrierdornes 2 kann eine Länge zwischen 200 und mm haben, sie ist abhängig von der Art des zur Verwendung gelangenden Kunsnstoffes und auch abhängig davon, welche Energieform für das Andrücken des Rohres an die es umfassende äußere, kontinuierlich in axialer Richtung transportierende Hohlform 8 angewendet wird.
Der Kalibrierdorn 2 weist ein Zuführkanal 3 auf, durch die ein gasförmiges oder flüssiges Medium zugeführt werden kann, das durch die Bohrungen 4, die in umlaufenden Nuten angeordnet sind, austritt und mit der inneren Oberfläche des Hohlprofils in Kontakt gebracht wird. Die umlaufenden Rillen 5 dienen zur Erleichterung des Gleitens des Kunststoffes auf dem Kalibrierdorn 2 durch Verminderung der Auflagefläche und — auf der Strecke BD — zur Zufuhr und über den Umfang gleichmäßigen Verteilung des zuzuführenden gasförmigen oder flüssigem Mediums.
Auf der Strecke AC des Kalibrierdornes dienen die dort ebenfalls angeordneten umlaufenden Rillen 5 zur Erleichterung des Gleitens des Kunststoffes und zur Abfuhr von gasförmigem oder flüssigem Medium durch die Bohrungen 6 und den Abführkanal 7. Der Abführkanal 7 führt bis zum Ende des Kalibrierdornes 2, an dem das abgeführte gasförmige oder flüssige Medium austritt Die Bohrung 6 und der Abführkanal 7 zur Abfuhr von gasförmigem oder flüssigem Medium sind dann erforderlich, wenn für das Drücken des Hohlstrangs bzw. Rohres die Hohlform 8 ein gasförmiges oder flüssiges Medium angewendet wird und die beim Eintreten des Strangs in die Hohlform 8 erzielbare Dichtwirkung nicht voll ausreicht, also ein geringer Leckstrom von gasförmigem oder flüssigem Medium in Richtung zum Anfang des Kalibrierdornes 2 hin auftritt Dieser Leckstrom tritt dann durch die Bohrungjfnind den Abführkanal 7 aus, ohne den auf der Strecke AC noch weichen Kunststoffstrang zu verformen oder sonst zu schädigen.
Die Vorrichtung besteht ferner aus einer Hohlform 8, die aus zwei oder mehreren umlaufenden Bändern oder Gliederketten besteht, in deren dem Kalibrierdorn 2 zugewendete Oberflächen das Negativ der gewünschten Oberflächenform des fertigen Kunststoffrohres eingearbeitet ist Diese umlaufenden Bänder oder Ketten werden angetrieben, erfassen das Rohr über den ganzen Umfang und ziehen es über den Kalibrierdorn 2. Die eine äußere Form bildenden Bänder oder Ketten sind also in gleicher Weise Formelemente und Transportmittel für das Kunststoffrohr.
Die Hohlform 8 ist mit Bohrungen 9 versehen, die an solchen Stellen der Hohlform 8 angeordnet sind, die vom Kalibrierdorn 2 am entferntesten liegen. Durch diese Bohrungen 9 kann die zwischen äußerer Oberfläche des Rohres und der Hohlform 8 befindliche Luft während des Formvorganges entweichen und daher die Formung nicht durch Bildung von Luftpolstern beeinträchtigen. Zur Erleichterung des Formvorganges können diese Bohrungen 9 mit einem Atmosphärenunterdruck erzeugenden Aggregat verbunden werden, so daß die für die Formung des Kunststoffrohres erforderliche Energie zum Teil oder auch ganz durch die Entwicklung von Atmosphärenunterdruck eingebracht wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines quergewellten rohrförmigen Körpers aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem ein zunächst glatter Hohlstrang in die Wellungen einer umlaufenden Hohlform gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der glatte Hohlstrang vor dem Formen der Querwellungen über den sich erweiternden Abschnitt eines Kalibrierdornes gezogen und dabei aufgeweitet wird und daß der Hohlstrang anschließend vor und/oder während des Eindrückens in die Wellungen der Hohlform einer Innenkalibrierung auf dem anschließenden Abschnitt des Kalibrierdorns unterzogen wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Extruder zum Erzeugen eines glatten Hohlstrangs und einer an den Extruder anschließenden umlaufenden Hohlform, dadurch gekennzeichnet, daß an der Düse des Extruders ein aus zwei Abschnitten bestehender Kalibrierdorn (2) angebracht ist, dessen erster, der Düse benachbarter Abschnitt sich konisch erweitert, und dessen zweiter Abschnitt im wesentlichen zylindrisch ist, wobei der erste Abschnitt des Kalibrierdorns (2) nicht oder nur wenig in den Bereich der Hohlform (8) hineinragt, während der zweite Abschnitt ganz oder mit mindestens 90% seiner Länge in dem Innenraum der Hohlform (8) liegt
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrierdorn (2) über seinen Umfang verlaufende Rillen (5) aufweist, in welchen Bohrungen (4, 6) für das Zu- oder Abführen von gasförmigen oder flüssigen Medien angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (4) in jenem Teil des Kalibrierdornes (2), der in den zur Bildung der Ausbuchtungen dienenden Abschnitt der mitlaufenden Hohlform (8) hineinragt, mit einem Medienzuführkanal (3) und die Bohrungen (6) in dem zwischen der Düse der Strangpresse und dem genannten Abschnitt der mitlaufenden Hohlform (8) liegenden Teil des Kalibrierdornes (2) mit einem Mediumabführkanal (7) verbunden sind.
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