DE2647154C3

DE2647154C3 - Verfahren zum Verändern des Durchmessers eines Rohres aus einem thermoplastischen Werkstoff

Info

Publication number: DE2647154C3
Application number: DE19762647154
Authority: DE
Inventors: Peter Baldwin Rawreth Wickford Essex Banks (Grossbritannien)
Original assignee: English Electric Valve Co Ltd
Current assignee: Teledyne UK Ltd
Priority date: 1976-07-31
Filing date: 1976-10-19
Publication date: 1979-10-11
Also published as: FR2360520A1; NL7706810A; DE2647154A1; JPS5317609A; GB1515476A; DE2647154B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verändern des Durchmessers eines Rohres aus einem thermoplastischen Werkstoff, bei dem das Rohr mittels einer relativ zu dem Rohr verschiebbaren Wärmequelle erwärmt und unter Innendruck geformt wird.

Obwohl im Handel Rohre .js thermoplastischem Material, wie beispielswe^:se Glas, in verschiedenen Standarddurchmessern erhältlich ,iid, ist es manchmal für besondere Anwendungsgebiete wie die Herstellung von elektronischen Vakuumröhren erforderlich, den Rohrdurchmesser zu ändern.

In dem aus der US-PS 29 36 491 bekannten Verfahren wird ein Rohr aus thermoplastischem Werkstoff durch eine stationär angeordnete, relativ lange Kammer geführt, innerhalb der der thermoplastische Werkstoff bis nahe seinem Fließpunkt erwärmt wird, während gleichzeitig das Rohrinnere mit Fluiddruck beaufschlagt wird. Die resultierende Aufweitung des Rohrs durch die Druckdifferenz zwischen Rohrinnerem und Außenbereich wird in einem zweiten Kammerbereich durch Abkühlung fixiert. Da in diesem bekannten Verfahren die endgültige Größe des Rohrdurchmessers auf kritische Weise vom Druckunterschied zwischen Rohrinnerem und Außenbereich abhängt, wird zur Steuerung des Durchmessers auch die Außenfläche des Rohrs mit Druck beaufschlagt. Dieses Verfahren zeigt den Nachteil, daß somit der als Wärmequelle dienende Kammerbereich auf komplizierte Weise selbst als Druckkammer ausgebildet werden muß. Wegen der hier verwendeten vorgegebenen Eintritts- und Austrittsöffnungen kann nur eine bestimmte Durchmesserveränderung des Rohrs erfolgen. Außerdem kann durch Berührungen der Rohroberfläche mit der Innenwand der Druckkammer die Oberflächenqualität beeinträchtigt werden. Ein prinzipieller Nachteil dieser Außendruck/lnnendrucksteuerung des Rohrdurchmessers liegt darin, daß nur eine Aufweitung des Rohres, nicht aber eine Verkleinerung des Rohrdurehmessers möglich ist, da eine Vergrößerung des Außendrucks gegenüber dem Innendruck /u einem Zusammenfallen des Rohrs im Diastischen Rereirli führen würde.

Ein weiteres Verfahren, mit Hilfe dessen Durchmesser thermoplastischer Rohre verändert werden können, ist in der CH-PS 3 98 058 beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren werden ursprünglich verhältnismäßig steife Rohre aus Polyäthylen, Polypropylen und Hart-PVC gleichmäßig durch erhitzte Luft oder eine erhitzte Fläche erwärmt und gestreckt, so daß schließlich biegsame Rohre mit relativ kleinem Durchmesser und geringer Wandstärke erhalten werden.

in Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß durch den Streckvorgang ausschließlich eine Verkleinerung des Durchmessers erhalten werden kann. Da geeignete Steuermöglichkeiten fehlen, läßt sich mit diesem Verfahren der Rohrdu/xhmesser nicht definiert verän-

i: dem.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe sich der Durchmesser thermoplastischer Rohre präzise steuerbar sowohl im Sinne einer Durchmesservergrößerung als auch im

jii Sinne einer Durchmesserverringerung verändern läßt, wobei außerdem stets eine einwandfreie Oberflächengüte der Rohre gewährleistet werden soll.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Formen des annähernd den herzustellenden Durchmesser

r> aufweisenden Rohres während Längsstrecken und das Verschieben der Wärmequelle abhängig von der Längenänderung des Rohres erfolgt.

Innerhalb der sich relativ zum Rohr bewegenden Wärmequelle wird eine Zone weichen bis fließenden

jo thermoplastischen Materials erzeugt, bei der der im Inneren des Rohrs herrschende Überdruck das Rohr kreisförmig aufzuweiten versucht. Diesem Effekt ist die durch die Längsstreckung erzeugte Zugspannung entgegengerichtet, welche dazu tendiert, im plastischen

j-) Bereich den Rohrdurchmesser unter Beibehaltung der Kreisform zu verkleinern.

Zugspannung und Innendruck stellen zwei Parameter dar, die in ihrer Wirkung einander entgegengerichtet sind, unabhängig voneinander gesteuert werden können und beide das Bestreben zeigen, einen kreisförmigen Rohrquerschnitt zu erzeugen, je nach Einstellung von Innendruck und Zugspannung erhält man sowohl Durchmesservergrößerungen als auch -Verkleinerungen. Da außerdem die Querschnittskreisform des

·»> Rohres verbessert wird und weder die Innenfläche des Rohrs noch dessen Außenfläche mechanisch beansprucht werden, lassen sich vorteilhafterweise mit diesem Verfahren Rohroberflächen hoher Güte erhalten.

■Mi Da durch die Zugspannung die Wanddicke stetig abnimmt, kann über die Geschwindigkeit der Wärmequelle auch die gewünschte Wanddicke des Rohrs gesteuert werden.

Falls es erforderlich ist, ein Rohr herzustellen, dessen

V) Durchmesser über die Rohrlänge auf gewünschte Weise variieren soll, können vorteilhafterweise die in Anspruch 2 beschriebenen Verfahrensmaßnahmen angewendet werden. Die hier beschriebene Drucksteuerung des Durchmessers läßt sich besonders leicht handhaben

ho und zeichnet sich durch Funktionssicherheit aus.

Durch die Verfahrensmaßnahmen in Anspruch 3 werden Rohre von hoher Oberflächengüte und längs der Rohrlänge konstanten Durchmessers erhalten.
Wenn man in dem letztgenannten Fall annimmt, daß

ι.) das Rohr eine vernachlässigbare Wanddicke aufweist und daß eine erforderliche Änderung des Durchmessers verhältnismäßig gering ist (wie es der Fall sein wird, wenn das Rohr mit dem erforderlichen Durchmesser

aus einem Rohr des nächstgroßeren handelsüblich erhältlichen Durchmessers geformt werden soll, dann ist die Beziehung zwischen dem Innendruck und der Zugspannung gegeben durch

4T

P =

Hierbei ist P der Innendruck, Tdie Zugspannung, L I und L 2 sind die anfängliche bzw. die endgültige Länge und D\ und D 2 sind der anfängliche bzw. der endgültige mittlere Durchmesser des Rohres.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders für Rohre aus Glas anwendbar.

Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Verändern des Durchmessers eines Glasrohres erläutert

Es soll ein Glasrohr von im wesentlichen konstantem Durchmesser entlang seiner Länge hergestellt werden. Ein Stück von im Handel erhältlichem GIa^-. rohr ; mit einem Durchmesser, der dem erforderlichen nahekommt, ist an einem Ende mittels einer Klemmeinrichtung 2 verankert Das andere Ende des Glasrohrs 1 ist mittels einer Klemme 3 an einer Feder 4 befestigt, die innerhalb von Grenzen unabhängig von irgendeiner Dehnung des Glasrohrs 1 eine im wesentlichen konstante Zugspannung im Glasrohr t erzeugt. Ein kleiner Heizofen 5 ist so angeordnet, daß er eine örtliche Erwärmung des Glasrohrs 1 erzeugt Der Heizofen 5 ". kann entlang des Glasrohrs 1 mittels eines Elektromotors 6 und eines Zahnstangengetriebes 7 bewegt werden.

Zum Messen der Verlängerung des Glasrohrs 1 unter

den Einwirkungen der durch die Feder 4 erzeugten

ίο Zugspannung und der örtlichen Erwärmung durch den Heizofen 5 ist ein optischer Fühler 8 vorgesehen. Der Fühler 8 ist zur Steuerung des Elektromotors 6 und somit auch zur Steuerung der Bewegung des Heizofens 5 entlang des Glasrohrs 1 geschaltet so daß jeder

is Abschnitt des Glasrohrs 1 entlang eines Teils seiner Länge um einen konstanten Betrag gestreckt wird.

Da jeder Abschnitt des Glasrohre 1 entlang des

obengenannten Teils seiner Länge einer Erwärmung unterzogen wurde, die unter der Einwirkung einer konstanten Zugspannung eine Verorderung von in dem gegebenen Beispiel 10% gestattet. >τι es möglich, den Innendruck zu berechnen, der im Inneren des Glasrohrs 1, geliefert aus einer Quelle 9, erzeugt werden muß und der dazu führt daß das Glasrohr 1 den erforderlichen

:> Wert annimmt

Das Glasrohr 1 wird dann auf die gewünschte Länge abgeschnitten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verändern des Durchmessers eines Rohres aus einem thermoplastischen Werkstoff, bei dem das Rohr mitteis einer relativ zu dem Rohr verschiebbaren Wärmequelle erwärmt und unter Innendruck geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Formen des annähernd den herzustellenden Durchmesser aufweisenden Rohres während Längsstrecken und das Verschieben der Wärmequelle abhängig von der Längenänderung des Rohres erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugspannung beim Längsstrecken konstant gehalten wird und daß der Innendruck in dem Rohr in Abhängigkeit von dem herzustellenden Durchmesser während des Verschiebens der Wärmequelle gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugspannung und der Innendruck in dem Rohr beim Längsstrecken konstant gehalten werden.