DE2366018A1

DE2366018A1 - Kunststoffrohr

Info

Publication number: DE2366018A1
Application number: DE19732366018
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: KAGERER EISEN KUNSTSTOFF
Current assignee: KAGERER EISEN KUNSTSTOFF
Priority date: 1972-07-25
Filing date: 1973-04-05
Publication date: 1977-07-28
Also published as: BE801821A; DE2316954B2; CH560097A5; DE2316954A1; DE2366018C2

Description

Eisen- und Kunststoffbetrieb Karl Kagerer

"Kunststoffrohr"

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. Die Erfindung bezieht sich auf ein Kunststoffrohr mit gewellter Außenfläche und im wesentlichen glatter Innenfläche.

Kunststoffrohre mit gewellter Außenfläche werden vor allem dann eingesetzt, wenn im Einsatzgebiet eine gute Biegsamkeit und gleichzeitig eine verhältnismäßig hohe Scheiteldruckfestigkeit gewünscht ist und diese Eigenschaften bei möglichst geringem Gewicht des Rohres bzw. unter möglichst geringem Materialeinsatz bei der Bierstellung des Rohres erzielt werden sollen. Solche Rohre finden insbesondere in der Installationstechnik als Mantelrohre, in die Leitungen eingezogen werden, Verwendung; um das Einziehen der Leitungen zu erleichtern, sieht man dabei in den Rohren eine im wesentlichen glatte Innenfläche vor, welche bei bekannten Rohren durch ein glattes Innenrohr, welches an den nach innen gekehrten Scheiteln des gewellten Außenrohres mit dem Außenrohr verbunden ist, oder durch eine innen im wesentlichen glatte Schaumkunststoffschicht, welche in die gewellte Innenseite des Außenrohres eingreift, realisiert ist. Diese bekannten Rohrstrukturen erfordern bei der Herstellung einen verhältnismäßig großen Arbeits- und Materialaufwand, welcher, abgesehen von der angestrebten glatten Innenfläche, im allgemeinen keine dem Mehraufwand entsprechende Erhöhung der Belastbarkeit der Rohre erbringt. Da solche Rohre aber ein ausgesprochener Massenartikel sind, fällt ein solcher Mehraufwand besonders ins Gewicht. In manchen Anwendungsfällen, in denen zeitweise die Rohre einer erhöhten Temperatur aus-

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gesetzt sind, wie z.B. dann, wenn sie in plastische Massen, welche beim Erhärten eine hohe Temperatur annehmen, wie dies bei der Herstellung von Betonfertigteilen der Fall ist, eingegossen werden sollen, ist es auch nachteilig, daß die Scheiteldruckfestigkeit der vorgenannten bekannten Rohre im wesentlichen durch das gewellte Außenrohr gegeben ist, welches von seiner Herstellung her innere Spannungen aufweist, wobei die Tragfähigkeit einer solchen Struktur schon bei Temperaturen um 80 C ganz erheblich absinkt. Dadurch werden solche Rohre häufig beim Eingießen in Beton und ähnliche Massen beschädigt.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Kunststoffrohr eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei dem die Nachteile der bekannten Rohre behoben sind und das mit verhältnismäßig geringem Aufwand mit hoher Produktionsgeschwindigkeit hergestellt werden kann.

Das erfindungsgemäße Kunststoffrohr eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwand aus einer einzigen Schicht aus Schaumkunststoff besteht. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Kunststoffrohres kann der vorstehend angeführten Zielsetzung gut entsprochen werden, und man erhält ein mit herkömmlichen Maschinen, die für die Herstellung von KunststoffWellrohren ausgebildet sind, unter verhältnismäßig geringer Adaptierung derselben einfach und rasch herstellbares Produkt, wobei diese Rohre neben einer

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sehr guten Wärmebeständigkeit auch eine in vielen Fällen wünschenswerte hohe Wärmedämmung und eine bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit gegen ein Eindrücken oder Perforieren der Rohrwand durch kleine Körper, wie z.B. kleine Steinchen, aufweisen, welche merklich höher ist als jene herkömmlicher Wellrohre aus duktilem Kunststoffmaterial. Weiter ist es ein ganz wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Rohres, daß man seine mechanischen Eigenschaften sehr einfach dadurch den jeweils vorliegenden Erfordernissen anpassen kann, daß man die Schaumstoffrezeptur ändert, wofür meist ein Ändern der jeweils verwendeten Treibmittelmenge, welche dem Kunststoffmaterial zugefügt wird, ausreicht, wogegen bei den üblichen Kunststoffwellrohren zur Veränderung der mechanischen Eigenschaften die Wandstärke und/oder die Wellenform verändert werden muß, was außerordentlich aufwendige Maßnahmen an den Herstellungsmaschinen erfordert.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Kunststoffrohres, und dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise mittels einer Strangpresse zunächst aus schäumbarem Kunststoff fortlaufend ein glatter Schlauch gebildet und dieser in eine mitlaufende Hohlform mit einer quergerillten Innenfläche eingeführt wird und daß in dieser Hohlform durch Anfließenlassen des Kunststoffes an die Innenfläche der Hohlform durch den Schäumdruck die quergerillte Außenfläche des herzustellenden Rohres und die Innenfläche des herzustellenden Rohres durch einen innerhalb dieser Hohlform angeordneten Kalibrierdorn gebildet wird. Diese Technik hat nicht nur den großen Vorteil, daß sie mit üblichen zur Herstellung von Kunststoffwellrohren eingerichteten Maschinen unter relativ geringer Adaptierung derselben durchgeführt werden kann und ein rasches Arbeiten erlaubt, sondern sie behebt auch die bei der Herstellung von Kunststoff Wellrohren aus duktilem Material sich häufig bei der Plazierung der Düse der Strangpresse in bezug auf die mitlaufende Hohlform ergebenden Schwierigkeiten, da beim erfindungsgemäßen Verfahren keinerlei Gefahr besteht, daß der aus der Strangpresse austretende, zunächst noch glatte

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Schlauch durch übermäßigen Innendruck vor dem Eintreten in die mitlaufende Hohlform unzulässig aufgebläht wird; es tritt viel-

beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Expandieren mehr/im Sinne einer Wanddickenvergrößerung des zunächst noch glatten Schlauches auf, welches es ohne weiteres ermöglicht, diesen Schlauch ein kurzes Wegstück von der Düse der Strangpresse bis zum Eintreten in die mitlaufende Hohlform frei verlaufen zu lassen.

Durch das Anlegen an die mitlaufende Hohlform wird das Kunststoffmaterial abgekühlt, wodurch auch die Beendigung des Schäumprozesses unterstützt wird. Der Schäumprozeß wird dabei durch die Kühlwirkung ergänzend so gelenkt, daß er beendet ist, wenn das Rohr die mitlaufende Hohlform verläßt. Die Kühlung des Rohres kann auf einfache Weise unterstützt werden, wenn dem Innenraum des in der Hohlform zu formenden KunststoffSchlauches in an sich bekannter Weise Stützluft zugeführt wird. Hiebei ergibt sich auch der weitere Vorteil, daß durch die Stützluft ein Klebenbleiben des Kunststoffmaterials am Kalibrierdorn verhindert wird.

Soll mit einem geringen Schäummittelanteil bzw. Schäumdruck im Zuge der Herstellung der erfindungsgemäßen Rohre das Auslangen gefunden werden, sieht man vorteilhaft vor, daß ergänzend zum Schäumdruck zur Unterstützung des Anfließens des Kunststoffmaterials an die Innenfläche der Hohlform in an sich bekannter Weise ein im Bereich der Innenfläche der Hohlform wirksamer Unterdruck angewendet wird. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt auch die Möglichkeit einer Vergrößerung der Produktionsgeschwindigkeit·

Weiters ist es vorteilhaft, wenn man beim erfindungsgemäßen Verfahren vorsieht, daß der aus der Strangpresse austretende Schlauch von der Strangpresse bis zum Anfang der mitlaufenden Hohlform eine Wegstrecke durchläuft, in der er durch einen sich erweiternden Abschnitt des Kalibrierdornes aufgeweitet wird. Dies ist nicht nur für das Erzielen einer möglichen Verbesserung der mechanischen Eigenschaften durch das Recken des Kunststoffes von Bedeutung, sondern ergibt auch ein enges Anliegen des noch glatten Schlauches am Dorn, was einem unerwünschten Aufblähen in. jenen Fällen entgegenwirkt, in denen dem Innenraum des Schlauches bzw.

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Rohres Stützluft zugeführt wird.

Es ist auch günstig, wenn der aus der Strangpresse austretende Schlauch von der Strangpresse bis zur Zone des Eingreifens seiner Außenfläche in die Rillen der mitlaufenden Hohlform eine Wegstrecke durchläuft, in der er durch eine höher als die Austrittsgeschwindigkeit des Schlauches aus der Strangpresse gewählte Laufgeschwindigkeit der Hohlform einer Längsdehnung unterworfen wird. Hiedurch kann die Produktionsgeschwindigkeit erhöht bzw. variiert werden, ohne die Förderung der Strangpresse verändern zu müssen. Weiter ergibt sich der Vorteil, daß durch das Dehnen des von der Strangpresse kommenden Schlauches eine Verzögerung der Schäumungsexpansion erzielbar ist, und diese Expansion erst im Hohlformbereich stattfindet.

Die Erfindung wird nun anhand in der Zeichnung dargestellter Beispiele weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rohres, im Schnitt,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rohres,gleichfalls im Schnitt,

Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,im Schnitt,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer zur Druchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen Vorrichtung, gleichfalls im Schnitt, und

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer solchen Vorrichtung, wieder im Schnitt.

Es sei erwähnt, daß die Zeichnungsfiguren schematisch gehalten sind.

Das in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Kunststoffrohr 1 weist eine wellenartig geformte Außenfläche 2 und eine im wesentlichen glatte Innenfläche 3 auf. An der Außenfläche wechseln dabei Rillen 5 und Rippen 6 miteinander ab. Die Rohrwand 4 besteht aus einer einzigen Schicht aus Schaumkunststoff. In den unter den Rillen 5 gelegenen Bereichen hat die Rohrwand 4 eine geringere Dicke als im Bereich der auf der Außenfläche des Rohres vorge-

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sehenen Rippen 6, und das Rohr weist dadurch eine glute Flexibilität auf, wobei beim Biegen des Rohres vor allem die unter den Rillen 5 gelegenen Bereiche der Rohrwand 4 verformt werden, während die Rippen 6 beim Biegen des Rohres im wesentlichen unverformt bleiben. Die Rippen 6 hingegen bestimmten die Scheiteldruckfestigkeit des Rohres und damit dessen Widerstandsfähigkeit gegenüber von außen angreifenden Kräften und verbessern auch die Verankerung eines solchen Rohres, wenn es in Mörtel oder Beton eingegossen wird. Die Innenwand des Rohres ist im wesentlichen glatt, was das Einziehen von Drähten od.dgl. sehr erleichtert .

Bei dem in Fig. 2, gleichfalls im Schnitt dargestellten Kunststoffrohr 1, dessen Rohrwand 4 wieder aus einer einzigen Schicht aus Schaumkunststoff besteht, sind höhere Rippen 6 als beim Beispiel nach Fig. 1 vorgesehen, wodurch sich eine höhere Scheiteldruckfestigkeit bei gleichzeitig sehr guter Flexibilität ergibt, da zwischen der Dicke der Rohrwand im Bereich der Rillen 5 und der Dicke der Rohrwand im Bereich der Rippen 6 ein verhältnismäßig großer Unterschied vorliegt. Durch die große Wandstärke im Bereich der Rippen 6 und durch die im Vergleich dazu sehr geringe Wandstärke im Bereich der Rillen 5 kann es dabei zu geringfügigen Schrumpfungs- und Nachexpansionserscheinungen des Schaumkunststoffes im Zuge der Rohrherstellung kommen, da aus wirtschaftlichen Gründen nicht mit beliebig langer Verweilzeit des Materials in der Form gearbeitet werden kann. Die durch solche Schrumpfungs- oder Nachexpansionserscheinungen auftretenden Abweichungen von der angestrebten Form sind aber gering und äußeren sich z.B. in einer leichten Wellung der Innenfläche 3 des Rohres und/oder in Abrundungen der Kanten der Rillen 5 und Rippen 6, wie dies in Pig. 2 dargestellt ist. Letztere Abrundungen sind dabei aber sogar vielfach erwünscht, da sie das Entformen begünstigen und einem Entstehen von Rissen bei starker Beanspruchung der Rohre entgegenwirken. Selbstverständlich kann man solche Abrundungen aber auch bereits in der Form, die zur Herstellung des Rohres Verwendung findet, vorsehen.

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Bei der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung wird in an sich bekannter Weise mittels einer Strangpresse 10 aus schäumbarem Kunststoff fortlaufend ein glatter Schlauch 8 gebildet, der aus der Düse der Strangpresse austritt. Dieser Schlauch 8 wird in eine mitlaufende Hohlform 14, welche aus zwei Reihen von Formhälften 15 besteht, die in Richtung des Pfeiles 16, also in gleicher Richtung wie der aus dem Ringspalt 9 der Strangpresse 10 austretende Schlauch 8 bewegt werden, eingeführt. Die Innenfläche 17 der einander zur Hohlform 14 ergänzend geführten Formhälften 15 ist mit Querrillen 18 und Querrippen 19 versehen, die die Außenfläche des herzustellenden Kunststoffrohres 1 formen. Diese Formung kommt dabei dadurch zustande, daß in dem den Schlauch 8 bildenden Kunststoffmaterial ein Treibmittel vorgesehen ist, welches die Schlauchwand unter Porenbildung, die in der Zeichnung durch Punkte angedeutet ist, aufbläht und es füllt so dieses Kunststoffmaterial nach und nach den Raum zwischen der Innenfläche 17 der Hohlform 14 und dem am Düsenkernstück 11 befestigten Kalibrierdorn 12 aus. Es sind dabei,um dieses Expansion nicht zu behindern, in den Formhälften 15 Luftkanäle 20 vorgesehen, welche von den Querrillen 18 ausgehen und durch die Wand der Formhälften hindurchführen, und es kann durch diese Luftkanäle 20 die Luft, die sich in den Querrillen 18 befindet, im Zuge der Expansion des Kunststoffes entweichen; man kann dabei' auch die Luft aus diesen Kanälen absaugen bzw. dieses Kanäle mit einer Vakuumpumpe in Verbindung setzen, um die Expansion des Kunststoffes zu unterstüzten. Der Schäumprozeß und damit die Expansion wird durch Kühlung des Kunststoffmaterials, welches sich beim Anfließen an die Hohlform 14 ergibt bzw. auch durch Erschöpfung der Expansionsfähigkeit beendet, und es tritt das abgekühlte Kunststoffrohr 1 am Ende der Hohlform 14, an dem die Formhälften vom Kunststoffrohr abgehoben und an den Anfang der Vorrichtung zurückgeführt werden,aus. Die Innenfläche des Kunststoffrohres 1 wird dabei vom Kalibrierdorn 12 geformt. Durch diesen Kalibrierdorn und durch das Düsenkernstück 11 führt ein Kanal 21, der in Austrittsbohrungen 22 endet. Durch diesen Kanal 21 können Gase oder Flüssig-

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keiten, dem Inneren des Schlauches 8 bzw. des entstehenden Kunststoffrohres 1 zugeführt werden, um den Verfahrensablauf günstiger zu gestalten. Z.B. kann man auf diese Weise Trennmittel aber auch Stützluft zuführen, um die Reibung des Kunststoffmaterials auf dem Kalibrierdorn 12 zu vermindern. Hiebei ist es auch vorteilhaft, wenn dieser Dorn eine Oberfläche aus einem reibungsarmen Material, z.B. Polytetrafluoräthylen, besitzt.

Es ist vorteilhaft, wenn der aus der Strangpresse 10 austretende Schlauch 8 zwischen der Austrittsstelle im Ringspalt 9 und dem Eingreifen der Rippen 19 der mitlaufenden Formhälften 15 in seine Oberfläche einer Längsdehnung unterworfen wird, da durch eine solche Längsdehnung des" Schlauches 8 nicht nur eine günstige Beeinflussung der Eigenschaften des Kunststoffmaterials herbeigeführt werden kann, sondern auch einem unerwünschten Aufblähen der Schlauchwandstärke vor dem Eintritt in die mitlaufende Hohlform 14 entgegengewirkt werden kann. Hiezu braucht man nur den nicht näher dargestellten Antrieb der beiden Reihen von Formhälften 15, die die mitlaufende Hohlform 14 bilden, rascher laufen lassen als der Schlauch 8 aus der Strangpressei0 austritt, um solcherart die gewünschte Längsdehnung des Schlauches zu erhalten.

Die in Fig..4 dargestellte Vorgangsweise entspricht weitgehend der vorstehend anhand der Fig. 3 diskutierten, wobei aber zur Unterstützung der Ausformung des herzustellenden Rohres 1 und zur Unterstützung der Kühlung dieses Rohres im Bereich der Hohlform 14 ein Abschnitt 25 vorgesehen ist, in dem das Rohr mittels Stützluft an die Innenfläche 17 der Hohlform angepreßt wird. Zur Zufuhr der Stützluft ist ein durch das Düsenkernstück .

11 und den Kalibrierdorn 12 führender Kanal 21 vorgesehen, welcher über Austrittsbohrungen 22 in das Innere des Rohres 1 ausmündet. Im Bereich des Abschnittes 25 setzt sich dabei der Kalibrierdorn

12 in einer Stange 27, welche einen geringeren Durchmesser als der Kalibrierdorn 12 hat, fort, sodaß zwischen der Stange 27 und der Innenfläche 3 ein Ringraum 26, in dem die zugeführte Stützluft

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ihre Andruckfunktion ausübt, gebildet ist. Dieser Ringraum 26 ist durch eine an der Stange 27 sitzende Verdickung 28, deren Durchmesser nahezu dem Innendurchmesser des Raumes 2b entspricht,gegen ein unerwünscht großes Abströmen der zugeführten Stützluft abgedichtet. Die Stützluft strömt dabei nur langsam durch den zwischen der Verdickung 28 und der Innenfläche 3 des Rohres 1 gebildeten Spalt ab. In Richtung zur Strangpresse 10 hin ist der Ringraum 26 durch den Kalibrierdorn 12, an dessen Oberfläche das Kunststof f material anliegt, abgedichtet.

Eine sehr günstige Vordehnung des von einer Strangpresse kommenden Schlauches 8 vor der Wellverformung in einer mitlaufenden Hohlform 14 erhält man bei der in Fig. 5 skizzierten Vorgangsweise, bei der der Schlauch 8 auf einer zwischen dem Austritt aus der Strangpresse 10 und dem Anfang 29 der mitlaufenden Hohlform

liegende
14/Wegstrecke auch aufgeweitet wird. Dies wird dadurch erzielt, daß der Schlauch 8 über einen sich erweiternden Abschnitt 3 0 des Dornes 12 gezogen wird, an den dann ein Abschnitt 31 anschließt, in dem der Kalibrierdorn einen konstanten Querschnitt besitzt. Hiebei ergibt sich neben einer sehr weitgehenden Variationsmöglichkeit der Eigenschaften des herzustellenden Rohres durch Verändern der Laufgeschwindigkeit der mitlaufenden Hohlform 14 vor allem auch eine besondere Sicherheit gegen ein unerwünschtes Aufblähen des Schlauches 8 durch Stützluft, welche durch einen Kanal 21, ananlog wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, dem Inneren des herzustellenden Rohres zugeführt wird. Weiter kann so auch besonders wirksam einem zu frühen Aufschäumen bzw. Expandieren des Kunststoffmaterials vor dem Eintritt in die mitlaufende Hohlform 14 entgegengewirkt werden.

BAD ORIGINAL

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Le e rs e i te

Claims

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Patentansprüche

Kunststoffrohr mit gewellter Außenfläche und im wesentlichen glatter Innenfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwand aus einer einzigen Schicht aus Schaumkunststoff besteht.
2. Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffrohres nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise mittels einer Strangpresse zunächst aus schäumbarem Kunststoff fortlaufend ein glatter Schlauch gebildet und dieser in eine mitlaufende Hohlform mit einer quergerillten Innenfläche eingeführt wird und daß in dieser Hohlform durch Anfließenlassen des Kunststoffes an die Innenfläche der Hohlform durch den Schäumdruck die quergerillte Außenfläche des herzustellenden Rohres undfclie Innenfläche des herzustellenden Rohres durch einen innerhalb dieser Hohlform angeordneten Kalibrierdorn gebildet wird,
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet., daß der aus der Strangpresse austretende Schlauch von der Strangpresse bis zum Anfang der mitlaufenden Hohlform eine Wegstrecke durchläuft, in der er durch einen sich erweiternden Abschnitt des Kalibrierdornes aufgeweitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Strangpresse austretende Schlauch von der Strangpresse bis zur Zone des Eingreifens seiner Außenfläche in die Rillen der mitlaufenden Hohlform eine Wegstrecke durchläuft, in der er durch eine höher als die Austrittsgeschwindigkeit des Schlauches aus der Strangpresse gewählte Laufgeschwindigkeit der Hohlform einer Längsdehnung unterworfen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Innenraum des in der Hohlform zu formenden Kunststoff Schlauches in an sich bekannter Weise Stützluft zugeführt wird,
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ergänzend zum Schäumdruck zur Unterstützung des

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ORIGINAL INSPECTED

Anfließens des Kunststoffmaterials an die Innenfläche der Hohlform in an sich bekannter Weise ein im Bereich der Innenfläche der Hohlform wiksamer Unterdruck angewendet wird.

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