DE2712389A1

DE2712389A1 - Kunststoffrohr sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2712389A1
Application number: DE19772712389
Authority: DE
Inventors: Heinrich Oltmanns; Klaus Ing Grad Volckmann
Original assignee: OLTMANNS ZIEGELWERK
Current assignee: OLTMANNS ZIEGELWERK
Priority date: 1977-03-22
Filing date: 1977-03-22
Publication date: 1978-10-05

Description

Kunststoffrohr sowie Verfahren und Vorrichtung
zur Herstellung desselben Die Erfindung bezieht sich auf ein Kunststoffrohr, das im Axialschnitt gesehen eine gewellte Wandung aufweist.
In vielen Fällen, insbesondere bei Drainagerohren oder Abwasserrohren, in denen Flüssigkeiten drucklos transportiert werden, wird lediglich eine ausreichende Außendruckfestigkeit eines Kunststoffrohres gefordert. Zu diesem Zweck sind gewellte Kunststoffrohre entwickelt worden, bei denen die Wellen in Form von Ringen oder schraubenlinienförmig geformt sind.
Derartige gewellte Kunststoffrohre sind äußerst flexibel, besitzen jedoch dennoch eine hohe Außendruckfestigkeit und kommen darüber hinaus mit einem Mindestmaterialaufwand aus.
Nachteilig bei gewellten Kunststoffrohren ist hingegen, daß die Wellung ' dem Rohr einen hohen Strömungswiderstand verleiht.
Ein glattes zylindrisches Rohr bietet indessen ideale Strömungsbedingungen. Damit es jedoch die gleiche Außendruckfestigkeit hat bei gleicher Weite wie ein gewelltes Rohr, muß die Wandung verhältnismäßig stark ausgeführt sein. Infolgedessen ist ein glattes Rohr wenig flexibel und erfordert einen hohen Materialaufwand.
Es ist bekannt, in ein gewelltes Kunststoffrohr koaxial ein glattes Rohr zu extrudieren, das die Wellen überbrückt (DT-OS 2 413 877).
Es ist ferner bekannt, wellenförmige Kunststoffrohre mit glatter Innenwandung zu erzeugen (US-PS 3 891 007). Bei einer Ausführungsmöglichkeit werden zunächst die Rippen geformt und anschließend ein glatter Schlauch unter die Rippen gelegt und mit diesen verschmolzen. Bei einer anderen Ausführungsform werden Rippen und glatter Innenschlauch gemeinsam ausgepreßt, wobei der Formdorn einen Abstand zur Formwandung besitzt, der die Dicke des glatten Schlauchteils bestimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kunststoffrohr zu schaffen, das die günstigen Eigenschaften eines gewellten Kunststoffrohres aufweist, zugleich jedoch bessere Strömungsbedingungen bietet und mit geringerem Materialaufwand herstellbar ist als zylindrische Rohre.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in den Wellensenken in Umfangsrichtung beabstandet in Achsrichtung verlaufende Rippen geformt sind, die die benachbarten Wellen miteinander verbinden.
Durch Vorsehen derartiger Rippen ist es möglich, verhältnismäßig große Abstände zwischen den Wellen vorzusehen und die Roiirzwischenabschnitte glatt bzw. zylindrisch auszufjjhren. Damit der glatte Teil dennoch eine ausreichende Außendruckfestigkeit aufweist, sind erfindungsgemäß Längsrippen vorgcsehen. Diese können entweder hohl oder aus vollem Material bestehen. In jedem Fall werden mit einem derartigen Rohr besser Strömungsbedingungen erzielt als mit üblichen Wellen bzw. Rillrohren.
Die Querschnittsform der nunmehr weiter beabstandeten Wellen kann in gewünschter Weise gewählt werden, wobei sich eine Trapezform als besonders ginstig herausgestellt hat. Alternativ zu den die benachbarten Wellen verbindenden Längsrippen können auch kürzere gewählt werden, deren Ende im Abstand zu den Wellen liegt.
Eine höhere Stabilität wird jedoch bei dem Anstoßen dieser Lingsrippen an den Querwellen erzielt. Die Querschnittsform der Längsrippen kann wiederum in gewünschter Weise erfolgen und etwa dreieckförmig sein. Alternativ hierzu kann wiederum auch eine Trapezform gewählt werden.
Die Abstände zwischen den Querwellen ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mindestens doppelt so groß wie die Länge der Querwellen. Naturgemäß sind die Strömungsbedingungen um so günstiger, Je größer der Wellenabstand ist. Andererseits kann dieser nicht beliebig groß gewählt werden, wenn die gewünschte Außendruckfestigkeit erhalten bleiben soll.
Wie ausgeführt, ist ein glattes Innenrohr bekanntlich strömung technisch am günstigsten. Eine besonders vorteilhafte Ausgestal tung der Erfindung vereinigt die Vorteile eines gewellten Rohres mit denen eines glatten Rohres. Diese Ausgestaltung sieht vor, daß die Wellen und/oder Rippen mit Kunststoff, vorzugsweise geschäumten Kunststoff ausgefüllt sind. Dieser ist vorzugsweise so eingebracht, daß er eine glatte Innenwand des Rohres bildet.
Geschäumter Kunststoff ist insofern von großem Vorteil, als Flexibilität und Außendruckfestigkeit unwesentlich beeinflußt werden, dennoch eine glatte Innenwandung wie bei einem normalen zylindrischen Rohr erhalten wird. Darüber hinaus ist der Materialaufwand entschieden geringer als bei einem Vollrohr und auch geringer als bei Kunststoffrohren, bei denen ein glattes Rohr durch Kunststoffringe hindurchextrudiert und mit diesen verschmelzen wird. Als Material zum Ausschäumen der Wellen kann übliches zu verschäumendes Kunststoffmaterial herangezogen werden.
Gewollte Kunststoffrohre werden normalerweise mit Hilfe sogenannter Formketten hergestellt, bei denen an zwei endlos umlaufenden Ketten Formbacken gebildet werden, dieim gesdossenen Zustand einen Formhohlraum bilden, in den hinein ein Kunststoffschlauch extrudiert und mit Hilfe von Druckluft oder Vakuum in Berührung mit der Formwandung gebracht wird. Bei einem gleichmäßig gewellten Schlauch erfolgt der Vorschub der Formkette kontinuierlich mit bestimmter Geschwindigkeit. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht hierzu im Zusammenhang mit der Bildung von Längsrippen vor, daß die Hohlform'mit periodisch veränderlicher Geschwindigkeit bewegt wird. Entsprechend der gewünschten Materialmenge erfolgt der Vorschub der Formkette mit periodisch sich verändernder Geschwindigkeit. So wird pro Weglänge im Bereich der Wellen mehr Material benötigt als in dem Bereich zwischen den Wellen. Wenn andererseits die Längsrippen mit Kunststoff voll ausgefüllt sein sollen, besteht möglicherweise an dieser Stelle ein höherer Materialbedarf.
Die Geschwindigkeit der Hohlform läßt sich jedoch ohne weiteres hierauf programmieren.
Bekannte Vorrichtungen zur Herstellung eines gewellten Kunststoffrohres haben normalerweise eine einen ringförmigen Austrittskanal aufweisende Auspreßdüse, deren Dorn einen Gaszufuhrkanal aufweist. Eine der Auspreßdüse zugeordnete bewegbare Hohlform (Formkette) und ein im Abstand zum Auspreßkanal angeordneter Abdichtdorn vervollständigen die Anlage. Diese arbeitet zufriedenstellend bei der Herstellung von gleichmäßigen Wellungen oder Schraubengängen, ohne daß Gefahr von Verdickungen oder Ausdünnungen des Materials besteht. Für den Fall, daß im Umfangsabstand angeordnete Längsrippen zwischen den Querwellen vorgesehen sein sollen, müssen Vorkehrungen getroffen werden, eine gleichmäßige Material verteilung bzw. eine gleichmäßige Wandstärke sicherzustellen. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Auspreßkanalquerschnitt Erweiterungen aufweist in dem Bereich, in dem die Hohlform die Formausnehmungen für die axialen Rippen besitzt. Durch die Form des Auspreßkanals wird von vornherein Sorge dafür getragen, daß in dem Umfangsbereich mehr Kunststoffmaterial ausgetragen wird, in dem es zur Erzielung gleichmäßiger Wandstärke benötigt wird, nämlich im Bereich der Längsrippen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher beschrieben werden.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein gewelltes Kuntstoffrohr mit hohlen Längsrippen.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein gewelltes Kunststoffrohr mit vollen Längsrippen.
Fig. 3 zeigt ein gewelltes Kunststoffrohr mit glatten Zwischenstücken zwischen den Wellungen.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf ein Rohr nach Fig. 1.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch ein ausgeschäumtes gewelltes Kunststoffrohr.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch eine Auspreßdüse und eine Formkette zum gleichzeitigen koaxialen Extrudieren von Schlauch und geschäumtem Material.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch die Auspreßdüse nach Fig. 6 vor der ersten Auspreßöffnung.
Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch die Erweiterung der Auspreßdüse nach Fig. 6 vor der Auspreßöffnung.
Fig. 1 zeigt fragmentarisch einen Schnitt durch ein Kunststoffrohr 10, das sinusförmige Querwellen 11 besitzt. Zwischen den Querwellen verläuft ein glatter Rohrabschnitt 12, der etwa die doppelte Länge einer Querwelle 11 besitzt. Zwischen den Querwellen 11 und in Umfangsrichtung beabstandet sind mehrere Längsrippen 13 eingeformt (siehe auch Fig. 4).
Durch den größeren Abstand der Querwellen 11 erhalt man zwischen den Querwellen annähernd Strömungseigenschaften wie bei einem Vollrohr. Eine Verstärkung der Zwischenstüclce 12, vor allem zur Verhinderung von Knickungen und zur Erhöhung der Außendruckfestigkeit,/ sind die Längsrippen 13 vorgesehen. In der Ausführungsform nach Fig. 1 sind sie hohl ausgeführt. Bei der Ausführungsform nach Fig.
2 sind die Längsrippen aus Vollmaterial.
Anstelle der gezeigten annähernd sinusförmigen Wellen kann auch eine andere Form, vorzugsweise Trapezform verwendet werden.
Fig. 3 zeigt den Schnitt durch ein gewelltes Kunststoffrohr 20 mit Querwellen 21 und einem glatten Zwischenstück 22. Bei entsprechender Materialwahl und nicht zu großen Abständen zwischen den Wellungen wird wiederum eine günstigere Strömungsbedingung erzielt als bei üblichen gewellten Rohren.
Fig. 1 zeigt fragmentarisch den Längsschnitt durch ein herkömmliches gewelltes Rohr 30 mit einzelnen Wellen 31. Die Wellenberge sind mit Hilfe eines geeigneten geschäumten Kunststoffs 34 ausgefüllt, so daß sich eine glatte Innenwandung 32 ergibt. Das gewellte Rohr 30 lat somit die gleichen Strömungseigenschaften wie ein glattes Rohr, ist letzterem jedoch durch Flexibilität und AuBendruckfestigkeit rei weitem überlegen. Es versteht sich, daß statt der in Fig. 5 gezeigten Wellen andere bekannte Querschnittsformen Verwendung inden können, beispielsweise Trapezform.
gemäß Fig. 6 ist im Anschluß an eine nicht gezeigte Extrudiervorichtung eine Auspreßdüse 40 vorgesehen mit einem ersten kreisringförmigen Auspreßkanal 41, der in einer ringförmigen Auspreßöffnung 42 endet zwecks Auspressens eines Schlauches 43 in den Formhohlraum, der von den Backen 44 einer sogenannten Formkette 45 gebildet ist. Diese Herstellung eines gewellten Kunststoffschlauches ist bekannt und soll daher nicht im einzelnen weiter beschrieben werden. Es sei lediglich noch erwähnt, daß über einen mittigen Kanal 45 der Auspreßdüse 40 und radiale Kanäle 46 Druckluft zwischen Auspreßdüse 40 und Innenwandungsschlauch 43 geblasen wird, um diesen in die Ausnehmungen der Formbacken 44 zu drücken zwecks Herstellung des gewünschten gewellten Rohres.
Die Auspreßdüse 40 besitzt am Ende einen radial erweiterten Abschnitt 47, dessen Außendurchmesser etwas geringer ist als der Innendurchmesser des in der Formkette geformten gewellten Rohres, so daß die Erweiterung 47 das Abströmen von Druckluft hemmt zwecks Ausbildung eines ausreichenden Luftkissens zu Formzwecken. Ein ringförmiger Auspreßkanal 48 erstreckt sich bis in die Erweitem rung47 und endet in einer Auspreßöffnung 49. Über den Auspreßkanal 48 wird geschäumter Kunststoff ausgepreßt zwecks Auffüllung der Wellenberge mit geschäumtem Kunststoff entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 5 der Zeichnungen.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch die Auspreßdüse 40 vor der Auspreßöffnung 42. Man erkennt, daß der Auspreßkanal 41 wellenförmige Erweiterungen 50 aufweist, die in dem Bereich liegen, in dem die Formbacken (nicht gezeigt) die Formausnehmungen zwecks Herstellune von Längsrippen gemäß den Ausführungsformen nach den Figuren 1, 2 und 4. In diesem Bereich erfolgt eine verstärkte Materialzufuhr, die erforderlich ist, um eine Ausdünnung zu vermeiden.
Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch die Erweiterung 47 der Auspreßdüse 40 vor der Auspreßöffnung 49. Man erkennt die Formausnehmungen 51 für Längsrippen gemäß den Fialren 1, 2 und 4. Entsprechend weist die Erweiterung 47 radiale Vorsprünge 52 auf, um einerseits eine Anpassung an die beweglichen Backen 44 zu erhalten und andererseits ein Anschmiegen an die Innenform des vom Schlauch 43 gebildeten Rohres zu gewährleisten.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: Kunststoffrohr, das im Axialschnitt gesehen eine gewellte Wandung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wellen senken mehrere in Umfangsrichtung beabstandete in Achsrichtung verlaufende Rippen (13) geformt sind, die die benachbarten Wellen (11) miteinander verbinden.
2. Kunststoffrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Rippen (13) hohl sind.
3. Kunststoffrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Rippen (13) aus vollem Material bestehen.
4. Kunststoffrohr nach einem der Ansprtiche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Rippen (13) im fladialscIrnitt annähernd dreieckförmig sind.
5. Kunststoffrohr nach einem der Anspriiche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Abstände zwischen den Querwellen (14) größer als die Länge einer Querwelle (11) sind.
6. Kunststoffrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den Querwellen mindestens so groß wie die doppelte Länge der Querwellen sind.
7. Kunststoffrohr, das im Axialschnitt gesehen, eine gewellte Wandung aufweist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (34) und/oder Rippen von innen mit geschäumtem Kunststoff (3!) ausgefüllt sind.
8. Kunststoffrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der geschäumt Kunststoff (3}ç) eine glatte Innenwand (32) des Rohres bildet.
9. Verfahren zur llerstellung von Kunststoffrohren, die im AYialschnitt gesehen eine gewellte wandung haben, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem ein ausgepreßt er verformbarer Schlauch in eine bewegbare Hohlform ausgepreßt wird, ein in der Hohlform aufgebauter Gasdruck den Schlauch von innen gegen die Hohlformwandung driickt und die Ilolilform das so geformte Rohr in Längsrichtung vom Auspreßort des Schlauches fortbewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die llolllform mit periodisch veränderlicher Geschwindigkeit bewegt wird.
10. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffrohren, insbesondere nach Aiisprucii 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der geschäumte Kunststoff koaxiat zum Schlauchmaterial extrudiert wird, jedoch in Vorschubrichtung gesehen im Abstand hinter dem Auspreßort des Schlauchmaterials.
11. Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffrohres nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einer einen ringförmigen Auspreßkanal aufweisenden Ausprcßdüse, deren Dorrl einen Gaszufuhrkanal aufweist, einer der Auspreßdüse zugeordneten, bewegbaren Hohlform und einem im Abstand zum Ausprenkanal angeordneten Abdichtdorn, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Auspreßkanatquerschnitt Erweiterungen (50) aufweist in dem Bereich, in dem die Hohlform die Formausnehmungen für die axialen Rippen besitzt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Auspreßdüse (40) im axialen Abstand zum Auspreßort (42) des Schlauches (43) eine Erweiterung (47) aufewist, deren Außendurchmesser etwas geringer als der Innendurchmesser des Rohres (43a) ist und die Erweiterung (47) die ringförmige Auspreßöffnung (49) des Auspreß-Kanals (48) für den geschäumten Kunststoff aufweist.
13. Vorrichtung nach Auspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Erwiterung (47) in Vorschubrichtung gesehen vor der Öffnung (49) des ringförmigen Auspreßkanals (48) für den geschäumten Kunststaff radiale Vorsprünge (52) aufweist im Bereich der Formausnehmung (51) lür di e Längsrippen.