DE2366018C2 - Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffrohres mit quergerillter Außenfläche für elektrische Leitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffrohres mit quergerillter Außenfläche für elektrische Leitungen, wobei mittels einer Strangpresse zunächst fortlaufend ein glatter Schlauch gebildet und dieser in eine mitlaufende Hohlform mit einer quergerillten Innenfläche eingeführt wird.

Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 20 62 695 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird mit der Strangpresse ein glatter Schlauch aus gewöhnlichem, duktilem Kunststoff gebildet, und es entsteht in der mitlaufenden Hohlform ein Rohr, welches eine korrespondierend zur gewellten Außenfläche gewellte Innenfläche besitzt. Die gewellte Innenfläche erschwert häufig das Einziehen der elektrischen Leitungen in solche Rohre.

Es sind auch schon Kunststoffrohre mit gewellter Außenseite bekannt, weiche, um das Einziehen der Leitungen zu erleichtern, eine im wesentlichen glatte Innenfläche haben; hierzu ist bei diesen bekannten Rohren entweder in ein gewelltes Außenrohr ein glattes Innenrohr eingefügt, welches an den nach innen gekehrten Scheiteln des gewellten Außenrohres mit dem Außenrohr verbunden ist, oder es ist in ein gewelltes Außenrohr eine im wesentlichen glatte

ίο Schaumkunststoffschicht eingefügt, welche in die gewellte Innenseite des Außenrohres eingreifL Diese bekannten Rohrkonstrukturen 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 mechanischen Widerstandsfähigkeit 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 eröhten Temperatur ausgesetzt 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 weiter aus der DE-PS 8 65 013 das Herstellen von Körpern, z. B. auch von Stangen oder Rohren, aus geschäumtem Kunststoff bekannt, wobei der schäumbare Kunststoff in Formen gefül't und in diesen Formen zum Aufschäumen gebracht wird. Diese Herstellungstechnologie erfordert einen hohen Zeitaufwand und ist schon deshalb zur Herstellung von Rohren, die zum Einziehen elektrischer Leitungen dienen, nicht geeignet. Überdies kann man mit dieser Technologie die für Rohre zum Einziehen elektrischer Leitungen erforderlichen Längen praktisch nicht herstellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren eingangs erwähnter Art zu schaffen, mit dem Rohre herstellbar sind, bei denen die Nachteile der bekannten Rohre behoben sind und das mit verhältnismäßig geringem Aufwand unter Einsatz

5n üblicher Wellrohrherstellungsanlagen eine Rohrfertigung mit hoher Produktionsgeschwindigkeit ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs erwähnten Art sieht zur Lösung der gestellten Aufgabe vor, daß der glatte Schlauch aus schäumbarem Kunststoff gebildet wird und in der mitlaufenden 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

f>^r> relativ geringer Adaptierung derselben durchgeführt werden kann und ein rasches Arbeiten erlaubt, sondern sie behebt auch die bei der Herstellung von Kunststoffwellrohren 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 Schlauch durch übermäßigen Innendruck vor dem Eintreten in die mitlaufende Hohlform unzulässig aufgebläht wird; es tritt vielmehr beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Expandieren 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. Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Rohr hat neben einer 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 Steinten, welche merklich höher ist als jene herkömmlicher Wellrohre aus duktilem Kunststoffmaterial. Weiter ist es ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß man die mechanischen Eigenschaften des damit hergestellten Rohres 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.

Durch das Anlegen an die mitlaufende Hohlform wird das Kunststoffmaterial abgekühlt, wodurch auch die Beendigung des Schäumungsprozesses 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. Hierbei 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 tai der Herstellung von Rohren mit dem erfindungsgemäßen Verfahren 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.

Weiter 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 Wegstrekke 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 b5 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. 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 dei mitlaufenden Hohlform eine Wegstrecke durchläuft, in der durch eine höher als die Austrittsgeschwindigkeit des Schlauches aus der Strangpresse gewählte Laufgeschwindigkeit der Hohlform einer Längsdehnung unterworfen wird. Hierdurch 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 Hohlfcrmbereich stattfindet.

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

F i g. 1 eine Ausführungsform eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rohres im Schnitt,

F i g. 2 eine andere Ausführungsform eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rohres, gleichfalls im Schnitt, und die

F i g. 3 bis 5 Vorrichtungen, in denen jeweils eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens abläuft, im Schnitt.

Es sei erwähnt, daß die Zeichnungsfiguren schematisch gehalten sind.

Das in F i g. 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 vorgesehenen Rippe 6, und das Rohr weist dadurch eine gute 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 bestimmen 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 F i g. 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 Dereich 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 äußern 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 F i g. 2 da gestellt 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.

Fig.3 zeigt, wie mittels einer Strangpresse 10 aus schäumbarem Kunststoff fortlaufend ein glatter Schlauch 8 gebildet wird, 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 '-'ie 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, in 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 /wischen der Innenfläche 17 der Hohlraum 14 und dem am Düsenkernstück 11 befestigten Kalibrierdorn 12 aus. Ks sind dabei, um diese 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. diese Kanäle mit einer Vakuumpumpe in Verbindung setzen, um die Expansion des Kunststoffes zu unterstützen. 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 Kunststoff roh res 1 wird vom Kalibrierdorn 12 geformt. Durch diesen Kalibrierdorn und durch das Düsenkernstück 11 führt ein Kanal 1\, der in Austrittsbohrungen 22 endet. Durch diesen Kanal 21 können Gase oder Flüssigkeiten dem Inneren des Schlauches 8 bzw. des entstehenden Kunststoffrohres 1 zugeführt werden, um den Verfahrensablauf günstiger zu gestalten. Zum Beispiel kann man auf diese Weise Trennmittel aber auch Stützluft zuführen, um die Reibung des Kunststoffmaterials auf dem Kalibrierdorn 12 zu vermindern. Hierbei ist es auch vorteilhaft, wenn dieser Dorn eine Oberfläche aus einem reibungsarmen Material, z. B. Polytetrafluorethylen, 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 (bzw. dem Eingreifen der Außenfläche des Schlauches 8 in die Rillen 18) 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 vordem Eintritt in die mitlaufende Hohlform 14 entgegengewirkt werden kann. Hierzu

ίο 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 Strangpresse 10 austritt, um solcherart die gewünschte Längsdehnung des Schlauches zu erhalten.

Die in F i g. 4 dargestellte Vorgangsweise entspricht weitgehend der vorstehenden anhand der F i g. 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, so daß zwischen der Stange 27 und der Innenfläche 3 ein Ringraum 26, in dem die zugeführte Stützluft 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 26 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 Kunststoffmaterial anliegt, abgedichtet

Eine sehr günstige Vordehnung des von einer Strangpresse 10 kommenden Schlauches 8 vor der Wellverformung in einer mitlaufenden Hohlform 14 erhält man bei der in F i g. 5 skizzierten Vorgangsweise, bei der der Schlauch 8 auf einer zwischen dem Austritt aus der Strangpresse 10 und dem Anfang 29 der mitlaufenden Hohlform 14 liegenden Wegstrecke auch aufgeweitet wird. Dies wird dadurch erzielt, daß der Schlauch 8 über einen sich erweiternden Abschnitt 30 des Kalibrierdornes 12 gezogen wird, an den dann ein Abschnitt 3i anschließt, in dem der Kaiiurierdurii einen konstanten Querschnitt besitzt. Hierbei 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, analog 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.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffrohres mit quergedrillter Außenfläche für elektrische Leitungen, wobei mittels einer Strangpresse zunächst fortlaufend ein glatter Schlauch gebildet und dieser in eine mitlaufende Hohlform mit einer quergedrillten Innenfläche eingeführt wird, d a durch gekennzeichnet, daß der glatte Schlauch (8) aus schäumbarem Kunststoff gebildet wird und in der mitlaufenden Hohlform (14) durch Anfließenlassen des Kunststoffes an die Innenfläche (17) der Hohlform durch den Schäumdruck die quergerillte Außenfläche (2) des herzustellenden Rohres (1) und die Innenfläche (3) des herzustellenden Rohres (1) durch einen innerhalt, dieser Hohlform (14) angeordneten Kalibrierdorn (12) gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Strangpresse (10) austretende Schlauch (8) von der Strangpresse bis zum Anfang (29) der mitlaufenden Hohlform (14) eine Wegstrecke durchläuft, in der er durch einen sich erweiternden Abschnitt (30) des Kalibrierdornes (12) aufgeweitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Strangpresse (10) austretende Schlauch (8) von der Strangpresse bis zur Zone des Eingreifens seiner Außenfläche in die Rillen (18) der mitlaufenden Hohlform (14) eine Wegstrecke durchläuft, in der er durch eine höher als die Austriusgeschwindigkeit des Schlauches aus der Strangpresse gewählte Laufgeschwindigkeit der Hohlform (14) einer Längsdehnung unterworfen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Innenraum des in der Hohlform (14) zu formenden Kunststoffschlauches (8) in an sich bekannter Weise Stützluft zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ergänzend zum Schäumdruck zur Unterstützung des Anfließens des Kunststoffmatertals an die Innenfläche der Hohlform in an sich bekannter Weise ein im Bereich der Innenfläche der Hohlform (14) wirksamer Unterdruck angewendet wird.