DE2413879A1 - Vorrichtung zur herstellung doppelwandiger kunststoffrohre, deren aeussere wand mit querwellen versehen und deren innere wand glatt ist - Google Patents

Vorrichtung zur herstellung doppelwandiger kunststoffrohre, deren aeussere wand mit querwellen versehen und deren innere wand glatt ist

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DE2413879A1
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Description

Akte 74-10/20-28 7. März 1974
Dr.F/Si
Herr Wilhelm Hegler, -e
873 Bad Kissingen, Goethe Str. 2
Vorrichturig zur Herstellung doppelwandiger Kunststoffrohre, deren äußere Wand mit Querwellen versehen und deren innere Wand glatt ist.
Es ist bekannt, doppelwandige Kunststoffrohre mit ring- oder schraubenlinienförmig gerillter Außenwand und in Längsrichtung glatter Innenwand in der Weise herzustellen, daß in einem Arbeitsgang zwei konzentrische Rohre aus zwei Ringdüsen gespritzt werden, wobei das Außenrohr nach dem Austreten aus der ersten Ringdüse zwischen im Kreislauf geführte, geteilte, sich zur Hohlform ergänzende Kokillen mit Querrillen geführt und zum Anlegen an die Querrillen gebracht wird, und das Innenrohr aus der zweiten, innerhalb der Kokillenbahn liegenden Düse ausgespritzt und zum Anliegen an das äußere Rohr gebracht wird. Es ist auch bekannt, bei den Vorrichtungen zur Herstellung solcher Doppelwandrohre am Dorn der Spritzdüse für das Innenrohr eine Dornverlängerung anzubringen, deren Durchmesser dem Innendurchmesser des äußeren, gewellten Rohres mindestens annähernd entspricht, so daß durch diese Dornverlängerung das Innenrohr an das Außenrohr angebügelt wirdZ, und die beiden Rohre gut miteinander verschweißt werden (DT-OS 1 704 718). Bei diesen bekannten Vorrichtungen macht es Schwierigkeiten, die Dornverlängerung so genau in der Kokillenbahn zu zentrieren, daß die Wandstärke des erzeugten Doppelwandrohres über den ganzen Umfang gleichmäßig ist. Auch können Ungleichmäßigkeiten im Kunststoffstrom die Dornverlängerung zur Seite drücken, die dann diese Lage beibehällt, wodurch ein Rohr ungleicher Wandstärke erzeugt wird.
5098A0/0556
2413873
— 2 —
Gemäß der Erfindung können diese Schwierigkeiten bei den bekannten Vorrichtungen dadurch vermieden werden, daß die Andruckvorrichtung an der Dornverlängerung schwimmend gelagert ist, derart, daß sie sich nach allen Seiten um einen gewissen Betrag verschieben kann, so daß sie sich,dem Druck des warmplastischen Kunststoffes nachgebend, verschieben und zentrisch einstellen kann. Damit das Gewicht der Andruckvorrichtung sich nicht dahin auswirkt, daß die bei der Formgebung unten liegende Seite des Rohres eine geringere Wandstärke aufweist als die obere Seite, kann zweckmäßig in der schwimmenden Lagerung ein elastisches Organ vorgesehen sein, durch das das Gewicht der Andruckvorrichtung kompensiert wird, so daß sich diese unabhängig von der Schwerkraft stets zentrisch einstellen kann.
Diese schwimmend gelagerte Andruckvorrichtung kann im einfachsten Fall ein an seiner Oberfläche geglätteter Ring sein. Solche Bügelringe haben jedoch den Nachteil, daß, insbesondere wenn mit starkem Andruck gearbeitet wird, oder für das Innenrohr eine sehr geringe Wandstärke verwendet wird, das Innenrohr an der Außenfläche der Andruckvorrichtung kleben bleiben und abreißjfen kann, so daß sich vor der Dornverlängerung der Kunststoff staut und zur Entfernung dieser Störung die ganze Maschine über längere Zeit stillgesetzt werden muß. Um solche Störungen zu vermeiden, kann die schwimmend gelagerte Andruck- j
, vorrichtung e.in Zylinder sein, der an seiner Außenseite mit/Rillen, insbesondere mit i
i/ein- oder mehrgängig schraubenförmig verlaufenden Rillen versehen ist. Wird dabei zwischen den Düsen, die das Innenrohr . und das Außenrohr erzeugen, Stützluft mit einem geringen Überdruck zugeführt, so strömt diese Stützluft durch die schraubenförmig verlaufenden Rillen des Zylinders, wobei sich Wirbel : bilden, so daß zwischen dem Zylinder und der Innenseite der Innenwand sich ein Luftpolster bildet, und die Innenwand mit dem Zylinder nicht in unmittelbare Oberflächenberührung kommt. Werden Rohre hergestellt, bei denen die Querwellen des Außen— rohres schraubenförmig verlaufen, so verlaufen zweckmäßig die Rillen des drehbaren Zylinders in einer entgegengesetzt gängigen
! Schraube.
In manchen Fällen, insbesondere wenn Rohre mit großer lichter .
Weite und großer Wandstärke hergestellt werden sollen, reicht ι
der Druck, der mit einem solchen drehbaren Zylinder mit Luft- |
polster erzeugt werden kann, nicht mehr aus, um das Innenrohr '·
fest an das Außenrohr anzudrücken. In diesem Fall kann die \
schwimmend gelagerte Andruckvorrichtung aus tonnenförmigen, ! einander überlappenden und um quer zur Längsachse des Dornes
frei drehbaren Walzen bestehen. Damit alle Stellen des Rohres !
durch diese Walzen gut angedrückt werden, werden zweckmäßig ί
hintereinander zwei Gruppen von je zwei oder mehr, Vorzugs- ; weise vier tonnenförmigen Walzen vorgesehen..
Die zur Herstellung solcher Rohre verwendeten Kunststoffe, insbesondere Polyvinylchlorid, besitzen im plastisch verformbaren Zustand eine stark klebende Oberfläche. Es muß deshalb die Oberfläche der Dornverlängerung so gestaltet sein, daß der Kunststoff an dieser Oberfläche nicht anklebt. In manchen Fällen genügt es nicht dafür hochglanzpolierte Oberflächen zu verwenden. Eine weitere erhebliche Verbesserung kann erzielt werden, wenn die mit der Innenseite des Innenrohres in Berührung kommenden Flächen der Andruckvorrichtung mit einer Beschichtung aus Tetrafluorpolyäthylen versehen sind.
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der schwimmend gelagerten Andruckvorrichtung 'mit einem geglätteten Bügelring. Figur 2 zeigt eine Ausführungsfprm mit einem schwimmend gelagerten mit schraubenförmig verlaufenden Rillen versehenen Zylinder.
Figur 3 zeigtyeine Ausführungsform mit tonnenförmigen Walzen. Figur 4 zeigt einen Schnitt durch Figur 3 nach der Linie IV. Figur 5 zeigt einen Schnitt durch Figur 3 nach der Schnittlinie V.
Bei der Ausführungsform nach Figur 1 wird durch eine Düse 1
-strom
mit Dorn 2 ein Kunststoff-aem 3 extftrudiert, der durch die
5Ό9840/0556
Kokillen 4, aus deren Rillen die Luft abgesaugt wird, zu einem mit Querwellen versehenen Rohr verformt wird. Ein zweiter Kunststoffstrom 7 wird zur Herstellung des Innenrohres aus einer Düse 5, mit Dorn 6 extrudiert. Durch Bohrungen 8, 9 wird Stützluft zugeführt, deren Druck etwas über Atmosphärendruck liegt, wobei der Druck in der Bohrung 8 höher sein soll als in der Bohrung 9. An der am Dorn 6 befestigten Dornverlängerung 10 ist die Andruckvorrichtung 11 angeordnet, wobei zwischen der Dornverlängerung 10 und dem Ring 11 ein Spalt belassen ist, der eine allseitige Verschiebung des Ringes in der Ebene senkrecht zur Achse des Spritzwerkzeuges ermöglicht. Ein Schraubring 13 sichert den Ring 11 gegen axiale Verschiebung und dient gleichzeitig als Abdichtung, um das Entweichen der Druckluft durch den Spalt 12 zu verhindern. Um die schwimmende Lagerung unabhängig vom Gewicht des Ringes 11 nach allen Richtungen gleichmäßig zu gestalten, ist zwischen der Dornverlängerung 10 und dem Ring 11 eine Feder 14 vorgesehefi deren Vorspannung gerade so groß ist, daß sie, wenn der Ring— spalt 12 oben und unten gleich weit ist, das Gewicht des Ringes 11 gerade ausgleicht. Beim Einbau des Dornes muß selbstverständlich darauf geachtet werden, daß diese Feder 14 stets in der durch die Achse des Dornes gelegten senkrechten Ebene und über dieser Achse liegt.
Bei der Ausführungsform nach Figur 2, die ein etwas anders gestaltetes Spritzgerät zeigt, wird wieder aus einer Düse mit Dorn 22 ein erster Kunststoffstrom 23 zur Herstellung des quergewellten Außenrohres und aus einer Düse 25 mit Dorn ein zweiter Kunststoffstrom 27 zur Herstellung des Innenrohres extrudiert. Zur Zuführung von Stützluft dienen wieder die Bohrungen 28 und 29, wobei mindestens durch die Bohrung 28 eine Stützluft zugeführt werden muß, deren Druck etwa 10 bis 30 % über At^mosphärendruck liegt.
An dem Dorn 26 ist eine Dornverlängerung 30 befestigt und diese trägt den schwimmend gelagerten Zylinder 31. Zum Ausgleich des Gewichtes des Zylinders 31 ist in dem Luftspalt
■■""■"" 5Ö9 8 4Ö7Ö"5 5 6
"■"" 5 !
I zwischen der Dornverlängerung 30 und dem Zylinder 31 eine ι
• Blattfeder 32 eingelegt, deren Vorspannung wieder gerade ι
ι ausreicht, bei zentraler Stellung des Zylinders 31 dessen j
! Gewicht zu kompensieren. Eine Abschlußscheibe 33, die durch !
: eine Mutter 34 befestigt ist, sichert den Zylinder 31 gegen
j Längsverschiebung und dichtet den Spalt zwischen dem Zylinder
ι 31 und der Dornverlängerung 30 ab. Der Zylinder 31 ist an der
! Außenseite mit schraubenförmig verlaufenden Rillen versehen,
die zweckmäßig mehrgängig angeordnet sind und die entgegengei
j setzt zu den schraubenförmigen Rillen in den Kokillen 35 ver-I laufen. Durch den etwas erhöhten Druck, der durch die ! Bohrung 28 dem Raum 36 zugeführten Stützluft, versucht die
Luft zwischen Innenrohr 27 und Zylinder 31 zu entweichen. Durch j die schraubenförmigen Rillen wird eine Wirbelbildung erzielt, ; so daß sich zwischen dem Zylinder 31 und dem Innenrohr 27 ein i Luftpolster bildet. Dadurch wird es ermöglicht, den Durchmesser des Zylinders 31 etwas zu vermindern, d.h. der Durchi messer dieses Zylinders kann kleiner sein als die lichte Weite j des fertigen Kunststoffrohres. Da das Innenrohr 27 in diesem I Fall den Zylinder 31 überhaupt nicht berührt, sondern infolge ' des zwischengeschalteten Luftpolsters leicht über diesen hinweggleitet, können auf dieser Vorrichtung Doppelwandrohre heri gestellt werden, mit extrem dünner Innenwand, deren Wandstärke I bis zu 0,05 mm herabgesetzt werden kann. Derartige Doppelwand-1 rohre haben neben dem Vorteil, daß sie bei geringem Gesamtgewicht und geringem Kunststoffverbrauch eine hohe Scheitel— druckfestigkeit und eine glatte Innenfläche haben, noch den weiteren Vorteil, daß durch die Innenwand die Biegsamkeit des Rohres, im Vergleich zu einem Wellrohr ohne Innenwand, kaum beeinträchtigt wird.
Figur 3 zeigt eine Vorrichtung, die zur Herstellung von Rohren mit dicker Innenwand geeignet ist# Die Anordnung der Düsen und der Kanäle zur Zuführung der Stützluft entspricht hier der Anordnung nach Figur 1 und ist mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. An dem Innendorn 6 ist wieder eine Dornverlängerung 10- befestigt, die schwimmend einen Bügelring 11 trägt, dessen
- 6 5098A0/0556
Gewicht durch eine Druckfeder 14 ausgeglichen ist. An diese Vorrichtung, die hier nur dem Vorglätten dient, und die auch weggelassen werden kann, schließt sich die ebenfalls schwimmend gelagerte Andruckvorrichtung mit den tonnenförmigen Andruckwalzen '40, 41 an. Diese Walzen sind in einem Walzenkopf lagerring 42 drehbar gelagert, der sich über eine Druckfeder 43 und eine Kugel 44 gegen die Dornverlängerung 45 abstützt. Bei dem Ausführungsbeispiel sind je vier Walzen in einer zur Längsachse der Spritzvorrichtung senkrechten Ebene angeordnet, und die beiden Walzensätze sind so gegeneinander versetzt, daß durch die Walzen 41 des zweiten Walzensatzes diejenigen Stellen des Innenrohres an das Außenrohr angedrückt werden, die durch die Walzen 40 des ersten Walzensatzes noch nicht ' erfaßt wurden. Jede einzelne Walze ist am Walzenkopflager— [ ; ring 42, an Achsen 46, über Kugellager 47 leicht drehbar ge- | lagert. Die Walzenachsen sind durch Sicherungsstifte 48 gegen Verschiebung gesichert. Die Vorspannung der Feder 43 ist so ι bemessen, daß das Gewicht des ganzen Walzenkopfes bei zentrischer Einstellung gerade kompensiert wird. Der Durchmesser der Walzenköpfe ist zweckmäßig so bemessen, daß an den Stellen, an denen die Innenwand mit der Außenwand verschweißt wird, die ', Gesamtdicke der Kunststoffschicht auf die Dicke der Wand des äußeren Rohres gebracht wird, so daß an diesen Stellen die : Wandstärke nicht der Summe der Wandstärke der Innen- und Außen-
■ wand entspricht, sondern allein der Dicke der Außenwand, während
■ das überschüssige Material der Innenwand durch die Walzen zur Seite gedrückt wird. Wenn die Rohre als Dränrohre verwendet werden sollen, erleichtert dies das Einschneiden von Öffnungen.
Wird ein Kunststoff verarbeitet, der zum Kleben neigt, so ι
sind zweckmäßig alle mit der Innenwand in Berührung kommenden j Teile, also der Bügelring 11, der Zylinder 31 und die Rollen 40, ι 41 mit einem Oberflächenüberzug aus Tetrafluorpolyäthylen versehen.
Patentansprüche — 7 —
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Claims (9)

  1. - 7 P atentansprüche
    '. Vorrichtung zur Herstellung doppelwandiger Kunststoff rohre, deren äußere Wand mit Querwellen versehen und deren innere Wand glatt ist, wobei nach der Ausformung des äußeren Rohres in einer Kokillenbahn das innere Rohr an das äußere Rohr angespritzt wird, und der Dorn der Spritzvorrichtung für das innere Rohr mit einer Dornverlängerung zum Andrücken des inneren Rohres an das äußere Rohr versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckvorrichtung an der Dornverlängerung schwimmend gelagert ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der schwimmenden Lagerung ein elastisches Organ (14, 32, 43) vorgesehen ist, durch das das Gewicht der Andruckvorrichtung kompensiert wird.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schwimmend gelagerte Andruckvorrichtung ein geglätteter Ring (11) ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß die schwimmend gelagerte Andruckvorrichtung ein
    r, -,„ _, ,~.*^.l ·, J Rillen, insbesondere mijt Zylinder (31) ist, der an seiner Außenseite tnii/ein- oder mehrgängig schraubenförmig verlaufenden Rillen ,versehen ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Herstellung von Rohren, deren Außenwand schraubenförmig verlaufende Querwellen aufweist, die schraubenförmigen Rillen im Zylinder entgegengesetzt gängig zu den schraubenförmigen Wellen des Außenrohres sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichne
    daß die schwimmend gelagerte Andruckvorrichtung aus tonnenförmigen, einander überlappenden und um quer zur Längsachse des Domes frei drehbaren Walzen (40, 41) besteht.
    509840/0556
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß hintereinander zwei Gruppen von je zwei oder mehr, vorzugsweise vier, tonnenförmigen Walzen vorgesehen sind.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Innenseite des Innenrohres in Berührung kommenden Flächen der Andruckvorrichtungen (11, 31, 40, 41) mit einer Beschichtung aus Tetrafluorpolyäthylen versehen sind.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen der Andruckvorrichtung und der Dornverlängerung durch einen Schraubring (13, 33) abgedichtet ist.
    5098A0/0556
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