DE2742969A1

DE2742969A1 - Rohr aus orientiertem thermoplastischem polymer-material sowie verfahren und vorrichtung zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2742969A1
Application number: DE19772742969
Authority: DE
Inventors: Jeremy Robert Goddin; Jack Lendymore Riley
Original assignee: Yorkshire Imperial Plastics Ltd
Current assignee: Yorkshire Imperial Plastics Ltd
Priority date: 1976-09-23
Filing date: 1977-09-23
Publication date: 1978-03-30
Also published as: GR63671B; ATA684577A; DE2742969C2; BE859023A; NZ185249A; JPS5342259A; AU516688B2; AU2908877A; SE7710636L; FI772814A; AT365975B; GB1591305A; ZA775690B; MX149737A

Description

TlEDTKE - BüHLING - KlNNE " G FU J Pc

!»«tentanwlN·: Dipl.-Ing. H. Tiedtke Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. P. Grupe

Bavariaring 4, Postfach 20 24 SOOOMOndMn 2

Tel.: (089) 53 96 53 Telex: 5-24845 tipat cable: Germaniapatent München

23.September 1977 B 8472

ICI case M 29074

Yorkshire Imperial Plastics Limited
Leeds, Großbritannien

Rohr aus orientiertem thermoplastischem Polymer-Material sowie. Verfahren und Vorrichtung zu
dessen Herstellung

25λ Die Erfindung bezieht sich auf ein Rohr aus orientiertem thermoplastischem Polymer-Material und ferner auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines
solchen Rohrs.

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In der GE-PS 1 4 32 539 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben, mit denen ein Rohr aus orientierbarem thermoplastischem Polymer-Material dadurch geformt wird, daß ein rohrförmiger Rohteil bzw. Rohling in eine Form hinein bei einer Temperatur radial aufgeweitet wird, bei der die Aufweitung des Rohrs eine Orientierung der Polymer-Moleküle

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ergibt. In diesem Fall hat das Fertig-Rohr eine orientierte Struktur, die für eine gegebene Wandstärke eine größere Ring-oder Umfangsbelastung aushält als ein Rohr, das aus dem gleichen Material hergestellt ist, welches nicht orien- tiert worden ist. Das Rohr wird auch mit einer erweiterten orientierten Muffe für die Aufnahme eines Dichtungsrings ausgestaltet. Demgemäß ist es möglich, ein Rohr mit einer angeformten bzw. in einem Stück angesetzten Muffe an einem Ende herzustellen, das eine bestimmte Berst-Festigkeit mit einer Wandstärke ergibt, die kleiner ist, als es früher möglich war; dadurch wird das für einen vorgegebenen Rohrdurchmesser und eine vorgegebene Festigkeit verwendete Volumen an Kunststoffen verringert, so daß die Kosten für die erforderlichen Materialien herabgesetzt sind. Derartige Rohre werden typischerweise aus PVC, gechlortem PVC, Polyäthylen hoher oder geringer Dichte, Polypropylen oder ABS hergestellt, obgleich auch andere geeignete orientierbare Polymere verwendet werden können. Bei der normalen praktischen Anwendung wurde festgestellt, daß das Aufweitungsverhältnis zwischen dem Durchmesser des Rohr-Rohlings und dem orientierten Fertig-Rohr auf ein Maximum von ungefähr 2:1 begrenzt ist, und zwar in erster Linie deshalb, weil höhere Aufweitungsverhältnisse Rohr-Rohlinge mit kleinem Durchmesser und außerordentlich großer Wandstärke erforderlich machen, die außerordentlich schwierig herzustellen sind. Da die erweiterte Muffe einen größeren Durchmesser als das restliche Rohr hat, ist die Wandung der Muffe dünner als die Rohrwandung und folglich biegsamer bzw. flexibler. In der Praxis wurde festgestellt, daß, obgleich die verringerte Steifigkeit der Muffe nicht kritisch ist, bei Rohren großen Durchmessers, die hohen Drücken ausgesetzt sind, Undichtigkeiten an der Muffendichtung vorbei auftreten können, die auf die gesteigerte Biegsamkeit der dünneren Muffenwandung zurückzuführen sind.

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Gemäß der Zielsetzung der Erfindung besteht ein Verfahren zur Formung eines Rohrs aus orientierbarem thermoplastischem Polymer-Material darin, daß zwei oder mehr koaxiale rohrförmige Rohlinge in eine Hohlform mit Innenabmessungen eingesetzt werden, die den Außenabmessungen des Fertig-Rohrs entsprechen, die rohrförmigen Rohlinge auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der ihre Verformung die Orientierung der Polymer-Moleküle herbeiführt, an die rohrförmigen Rohlinge ein Innendruck angelegt wird, um sie unter Orientierung der Polymer-Moleküle radial nach außen zu gegen die hohle Form aufzuweiten, das geformte Rohr bis zu einem steifen Zustand gekühlt wird und dann der angelegte Innendruck aufgehoben wird. Vorzugsweise wird der Innendruck an den inneren rohr förmigen Rohling angelegt. Der Innendruck kann jedoch auch zuerst an den äußeren Rohr-Rohling und darauffolgend an den inneren Rohr-Rohling oder einen jeden inneren Rohling ange legt werden. Alternativ kann der Innendruck gleichzeitig an den äußeren Rohr-Rohling und einen inneren Rohr-Rohling angelegt werden und der Innendruck an den äußeren Rohr-Rohling aufgehoben werden, nachdem der äußere Rohr-Rohling aufgeweitet worden ist, so daß dadurch dann der Innendruck in dem inneren Rohling diesen zu dem äußeren Rohr-Rohling hin aufweitet. Die Rohr-Rohlinge werden vorzugsweise mit Hilfe eines Fluids wie Wasser auf eine geeignete Temperatur erwärmt.

Dieses Erwärmungs-Fluid kann um den äußeren Rohr-Rohling herum so umgewälzt werden, daß der innere Rohr-Rohling oder die inneren Rohlinge durch Wärmeübertragung über die Wandung des äußeren Rohr-Rohlings erwärmt wird bzw. erwärmt werden. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Erwärmungs-Fluid durch den inneren Rohr-Rohling hindurch so umgewälzt werden, daß der äußere Rohr-Rohling durch Wärmeübertragung über die Wandung des inneren Rohr-Rohlings erwärmt wird. In jedem Fall kann zur Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen den Rohr-Rohlingen zwischen dieselben ein Wärmeübertragungs-Fluid gebracht werden. Zwischen den Rohr-Rohlingen kann ein

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radialer Zwischenraum sein, durch den als Alternative oder zusätzlich das Erwärmungs-Fluid umgewälzt wird. Der Innendruck wird vorzugsweise mittels des Erwärmungs-Fluids angelegt, kann aber auch mit komprimiertem Gas oder einer anderen Flüssigkeit unter Druck aufgebracht werden. Zu dem Verfahren kann ferner zählen, daß der äußere Rohling kürzer als der innere Rohling geformt wird, der kürzere Rohling radial außerhalb des längeren Rohlings festgelegt wird und der kürzere Rohling axial innerhalb der Form festgelegt wird.

Das Verfahren kann ferner das Ausweiten eines Teilbereichs der rohrförmigen Rohlinge in eine ringförmige Ausnehmung der Hohlform hinein zur Bildung einer Muffe an dem Ende des fertigen Rohrs umfassen. In diesem Fall kann bei dem Verfahren einer der Rohlinge in einer Länge ausgebildet werden, die gleichartig derjenigen der Muffe ist, und dieser Muffenrohling in axialer Ausrichtung mit der ringförmigen Ausnehmung in der Hohlform angeordnet werden, so daß dadurch wenigstens ein Teil des Muffenrohlings in die ringförmige Ausnehmung gedrückt wird und einen Teil der Muffe bildet. Bei dem Verfahren kann ferner der Muffenrohling um den weiteren oder die weiteren Rohlinge herum angeordnet werden und der Innendruck zuerst an dem Muffenrohling angelegt werden. Das Verfahren kann ferner das axiale Festlegen des Muffenrohlings innerhalb eines Teilbereichs der ringförmigen Ausnehmung vor seiner Aufweitung umfassen.

Weiterhin soll mit der Erfindung ein Rohr aus orientiertem thermoplastischem Polymer-Material geschaffen werden, das aus zwei oder mehr konzentrischen Schichten bzw. Schichtungen geformt ist. Diese Schichtungen können aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Einige der Schichtungen brauchen nicht orientiert zu sein. Eine der Schichtungen kann aus orientiertem Material geformt sein, um damit eine

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gesteigerte Ring-oder Umfangsfestigkeit für das Rohr zu schaffen, während eine andere Schichtung oder andere Schichtungen dafür vorgesehen sind, besondere Eigenschaften wie eine Wärmeisolierung zur Verringerung der Wärmeübertragung über die Rohrwandung oder Widerstandsfähigkeit gegen chemischen Angriff zu ergeben, oder aber zur Verringerung der Absorption von Sonnenenergie eine reflektierende Außenfläche zu bilden, wie es in der britischen Patentanmeldung Nr. 39504/76 ausgeführt ist. Das Rohr kann mit einer Ringmuffe mit einem Durchmesser ausgestaltet sein, der größer als der des restlichen Rohrs ist. In diesem Fall kann eine der Schichtungen dafür verwendet sein, die Wandstärke der Muffe zu vergrößern und/oder die Wandstärke eines Flansches zu vergrößern, der die Muffe mit dem übrigen Rohr verbindet. Eine äußere

^5 Schichtung kann die Form eines vorgeformten Rings haben, der wenigstens einen Teil der Außenwandung der Ringmuffe bildet.

Ferner wird mit der Erfindung eine Vorrichtung zum Formen des Rohrs aus orientiertem thermoplastischem Polymer-Material angegeben, die eine Hohlform mit Innenabmessungen, die den Außenabmessungen des fertigen Rohrs entsprechen, eine Haltevorrichtung zum Halten von zwei oder mehr koaxialen rohrförmigen Rohlingen innerhalb der Hohlform, eine Vorrichtung zum Erwärmen der rohrförmigen Rohlinge auf eine Temperatur, bei der ihre Verformung die Orientierung der Polymer-Moleküle herbeiführt, und eine Vorrichtung zum Anlegen von Innendruck an die erwärmten rohrförmigen Rohlinge zu deren radialer Auswärts-Auswärtung gegen die Hohlform aufweist. Die Vorrichtung weist vorzugsweise ferner eine Vorrichtung zum Kühlen des orientierten Rohrs vor der Aufhebung des Innendrucks auf. Die Haltevorrichtung zum Halten der Rohlinge kann Dichtungseinrichtungen aufweisen, die unter Abdichtung an entgegengesetzten Enden des äußeren rohrförmigen

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Rohlings angreifen. Alternativ kann die Haltevorrichtung zum Halten der Rohlinge Dichtungsvorrichtungen aufweisen, die unter Abdichtung an entgegengesetzten Enden des inneren rohrförmigen Rohlings angreifen, wobei der äußere rohrfönnige Rohling oder die äußeren rohrförmigen Rohlinge radial mittels des inneren rohrförmigen Rohlings und axial mittels der Form festgelegt sind. Die Form ist vorzugsweise mit einer ringförmigen Ausnehmung zur Ausbildung einer Muffe an dem orientierten Rohr ausgestaltet. Die ringförmige Ausnehmung kann dazu dienen, einen äußeren rohrförmigen Rohling oder einen vorgeformten Ring axial innerhalb der Form so festzulegen, daß dieser äußere rohrförmige Rohling oder der vorgeformte Ring einen Teil der Muffe bildet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Querschnitt einer Form, die zwei koaxiale

rohrförmige Rohlinge enthält. 2O

Fig. 2 zeigt eine Abänderung der Anordnung nach Fig.1. Fig. 3 ist ein vergrößerter AusSchnitts-Schnitt einer Muffe an dem Ende eines Rohrs, das mittels der

Form nach Fig. 1 oder 2 hergestellt ist. 25

Fig. 4 ist eiir Ausschnitts-Schnitt durch ein modifiziertes Rohr, das gleichfalls mittels der Form nach Fig _r 1 oder 2 hergestellt Ist.

Fig. 5 zeigt eine Modifikation der in Fig. 1 gezeigten Anordnung.

Fig. 6 ist ein vergrößerter Ausschnitts-Schnitt einer

Muffe an dem Ende eines Rohrs, das mittels ^⁵ der Form nach Fig. 5 hergestellt ist.

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Fig. 7 stellt eine Modifikation der in Fig. 5 gezeigten Anordnung dar.

Nach Fig. 1 ist ein rohrförmiger Rohling 10 aus nicht weichgemachtem PVC mit einem Erweichungspunkt nach Vicat von 82°C innerhalb einer geteilten Hohlform mit einer oberen Hälfte 11 und einer unteren Hälfte 12 festgelegt. Der Rohling 10 ist in der Form unter Abdichtung mit Hilfe von Außendichtungen 13 und 14 angebracht, so daß dadurch ein ringförmiger Innenraum 15 der Form über eine Einlaßleitung 16 mit Heißwasser gefüllt werden kann und über eine Auslaßleitung 17 entleert werden kann. Die zwei Form-Hälften 11 und 12 sind so gestaltet, daß gemäß der Darstellung der ringförmige Innenraum 15 allgemein zylindrisch ist, jedoch an einem Ende eine ringförmige Ausnehmung 18 zur Formung einer Muffe an dem Ende des Rohrs bildet. Die beiden Form-Hälften 11 und 12 werden auf herkömmliche Weise unter Abdichtung zusammengespannt. Ein zweiter rohrförmiger Rohling 19 ist koaxial innerhalb des ersten rohrförmigen Rohlings angeordnet und gleichfalls aus nicht weichgemachten PVC mit einem gleichartigen Erweichungspunkt hergestellt.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung wird derartig in Betrieb genommen, daß der rohrförmige Rohling 19 in den größeren rohrförmigen Rohling 10 eingepaßt wird, der dann zwischen die geteilten Form-Hälften 11 und 12 eingesetzt wird. Die Formhälften werden dann so zusammengespannt, daß die Außendichtungen 13 und 14 an dem äußeren rohrförmigen Rohling 10 sitzen, wonach Heißwasser mit einer Temperatur von 92°C über die Einlaßleitung 16 in die Kammer bzw. den Innenraum 15 eingeführt wird und über die Auslaßleitung 17 und

einen nicht gezeigten Wassererhitzer zu der Einlaßleitung 16 zurückgeführt wird; diese Heißwasserumwälzung erfolgt für eine Zeitdauer, die dafür ausreicht, beide röhrenförmigen Rohlinge 10 und 19 auf eine Temperatur zwischen 82°C und

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92°C zu erwärmen, bei der ihr Aufweiten eine Orientierung der Polymer-Moleküle ergibt. Die Wärmeübertragung von dem äußeren Rohr-Rohling 10 zu dem inneren Rohr-Rohling 19 kann entweder dadurch verbessert werden, daß der radiale Zwischenraum zwischen ihnen auf ein Mindestmaß verringert wird, oder dadurch, daß zwischen sie ein Wärmeübertragungs-Fluid gebracht wird. Alternativ kann auch Heißwasser durch den radialen Zwischenraum zwischen den Rohr-Rohlingen 1C und 19 hindurch umgewälzt werden. Ferner kann als Alternative die Erwärmung der Rohr-Rohlinge 10 und 19 rein dadurch hervorgerufen werden, daß das Heißwasser durch den Radialspalt zwischen den Rohlingen hindurch oder durch die lichte öffnung des inneren Rohlings 19 hindurch umgewälzt wird. Sobald die Rohr-Rohlinge 10 und 19 die erforderliche Temperatur erreicht haben, wird das Heißwasser unter Druck in die lichte Öffnung des inneren Rohr-Rohlings 19 eingeleitet, wodurch sich die beiden Rohr-Rohlinge radial nach außen zu so ausdehnen, daß sie sich der inneren Formgebung der Form 11, 12 anpassen. Auf diese Weise wird das Material der beiden Rohr-Rohlinge 10 und 19 unter entsprechender Steigerung der ömfangs-Festigkeit des fertigen Rohrs orientiert. Der an dem Rohr-Rohling 19 angelegte Wasserdruck kann zweckdienlich über geeignete innere oder äußere Dichtungen an einem der Enden oder an beiden Enden des Rohr-Rohlings eingeleitet werden. Alternativ kann das Druckwasser gleichzeitig dem radialen Zwischenraum zwischen den Rohr-Rohlingen 10 und 19 und der inneren öffnung des inneren Rohr-Rohlings 19 so zugeführt werden, daß zuerst der äußere Rohr-Rohling 10 aufgeweitet wird und mit der Formhöhlung in Eingriff kommt, wobei keine resultierende Kraft auf den inneren Rohr-Rohling 19 ausgeübt wird. Danach wird der in dem radialen Zwischenraum zwischen den Rohr-RohIingen 10 und 19 ausgeübte Wasserdruck verringert, so daß der in der inneren öffnung des Rohr-Rohlings 19 wirkende Wasserdruck den Rohling nach außen zu bis zur Berührung mit der Innenfläche des geformten Rohr-Rohlings 10 aufweitet, während zugleich das Wasser zwischen den Rohlingen

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verdrängt wird. Gewünschtenfalls können koaxial innerhalb des Rohr-Rohlings 19 weitere Rohr-Rohlinge angeordnet werden. Da die Rohr-Rohlinge eine verhältnismäßig geringe Wandstärke haben können, können sie viel leichter stranggepreßt werden als ein entsprechender Rohr-Rohling in einem Stück, und es können leicht Aufweitungsverhältnisse über 2:1 erzielt werden; es wird angenommen, daß voraussichtlich Aufweitungsverhältnisse über 3:1 erzielbar sind. Falls gemäß der Beschreibung die Rohr-Rohlinge 10 und 19 nacheinander aufgeweitet werden, ist natürlich der für diese Aufweitung notwendige Innendruck geringer als der, der zum gleichzeitigen Aufweiten der Rohr-Rohlinge 10 und 19 erforderlich ist, oder derjenige, der zum Aufweiten eines vergleichbaren einteiligen Rohr-Rohlings nötig ist. Trotz des radialen Zwischenraums zwischen den Rohr-Rohlingen 10 und 19 sind die sich ergebenden Schichten bei dem fertigen Rohr fest miteinander verbunden.

Nachdem die Rohr-Rohlinge 10 und 19 voll in die Form-Hälften 11 und 12 hinein aufgeweitet worden sind, wird das sich ergebende Rohr auf irgendeine herkömmliche Weise gekühlt« beispielsweise dadurch, daß die Form-Hälften 11 und 12 mit Kaltwasser gekühlt werden, oder dadurch, daß Kaltwasser durch das Rohr hindurch mit einem Druck geführt wird, der dafür ausreicht, die Rohrform aufrecht zu erhalten, bis die-Temperatur des Rohrs unter den Punkt abgefallen ist, an. dem eine Umorientierung auftreten könnte. Nachdem das Rohr gekühlt worden ist, können die Form-Hälften. 11 und 12 voneinander getrennt werden und das geformte Rohr kann entnommen werden.

Die Teile der Rohr-Rohlinge 10 und 19, die in deit zylindrischen Teil des ringförmigen Innenraums 15 hinein ausgeweitet werden, bilden eine zylindrische Wandung 20 eines fertiggestellten Rohrs 21 nach Fig. 3, während die Teile der

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Rohr-Rohlinge 10 und 19, die in die ringförmige Ausnehmung 18 hinein aufgeweitet werden, eine angeformte oder mit dem Rohr einteilig ausgebildete Muffe 22 bilden, die eine Ringnut 23 begrenzt, welche einen Dichtungsring 24 aus elastischem Material wie Kunstkautschuk aufnimmt. Nachdem das geformte Rohr abgekühlt worden ist und aus den Form-Hälften 11 und 12 herausgenommen worden ist, hat es einen nach innen zu gerichteten Rand oder Flansch, der durch den Teil der Form zwischen der ringförmigen Ausnehmung 18 und der Dichtung 14 gebildet ist, sowie einen gleichartigen Flansch zwischen dem Ende des ringförmigen Innenraums 15 und der Dichtung 13. Diese Flansche werden von dem fertigen Rohr abgeschnitten, das dann die in Fig. 3 gezeigte Form hat. Gemäß der Darstellung in dieser Fig. ist ein zu dem Schichten-Rohr 21 gleichartiges zweites Schichten-Rohr 25 mit seinem zylindrischen Ende 26 und Abdichtung mittels des Dichtungsrings 24 mit der Muffe 22 des ersten Rohrs 21 verbunden.

Die Fig. 2 zeigt eine Modifikation der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung, wobei die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung von Komponenten verwendet sind, die die gleiche Funktion haben, falls nicht das Gegenteil angeführt ist. Es ist ersichtlich* daß der innere Rohr-Rohling ti mittels der Dichtungen t3 und 14: gelagert Ist und daß der äußere Rohr-Rohling TO zur GHnze innerhalb der getrennten Form-Hälften; ti und- Ϊ2 liegt ^ wobei er T&äisl durch derr inneren Rohr-Rohling ta end axial durch die Teile der Formhälften festgelegt ist, die unmittelbar an die Dichtungen T3 und 14 angrenzen^ Aaf diese Welse kann erwärmtes' Wasser zwischen der Innenfläche des äußeren Rohr-Rohlings to und der Außenfläche des inneren Rohr—Rohlings 19 fließen, so daß es dadurch ein Wärmeübertragungsinedium zwischen den Rohr-Rohlingen 10 und 19 bildet und auch den inneren Rohr-Rohling 19 direkt erwärmt. Nachdem die Rohr-Rohlinge die richtige Temperatur erreicht haben, wird der Druck für ihre

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Aufweitung nur an den inneren Rohr-Rohling 19 angelegt, der dazu dient, den äußeren Rohr-Rohling 10 in die Formhöhlungen zu drücken. Diese Ausführungsart hat den Vorteil, daß die Länge des äußeren Rohr-Rohlings 10 verringert ist und das Abfallmaterial, das an den Enden des fertigen Rohrs abgeschnitten wird, eine verringerte Stärke hat, da es hauptsächlich aus dem inneren Rohr-Rohling 19 gebildet ist. Auf Wunsch können weitere Rohr-Rohlinge entweder radial außerhalb des Rohr-Rohlings 10 oder radial innerhalb des Rohr-

"Ό Rohlings 19 angeordnet werden. Anfänglich trat bei dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren ein Problem dahingehend auf, daß es schwierig war, die Endabdichtung aufrecht zu erhalten. Dies wurde durch die in den stranggepreßten Rohr-Rohlingen vorhandene innere axiale Spannung und die Entspannung während der Erwärmung in der Form 11, 12 verursacht. Die sich ergebende axiale Verkürzung des äußeren Rohlings 10 hat Endteile des inneren Rohlings 19 freigelegt, wodurch sich eine besondere Aufweitung der freiliegenden Teile und folglich Schwierigkeiten beim Erzielen eines gleichförmigen Produkts ergeben haben. Dieses Problem wurde jedoch durch Verwendung spannungsfreier Rohlinge gelöst, die durch Ausheizen bzw. Entspannen der stranggepreßten Rohlinge in heißem Wasser erzielt wurden.

Ein weiteres bei dem Verfahren nach Fig. 2 auftretende Problem ist der Einschluß von Wasserkügelchen zwischen den beid. η Rohlingen während deren Aufblähung; dies kann dadurch vermieden werden, daß sichergestellt wird, daß vor¹ dem Ausweiten, der Rohlinge das ganze Wasser aus dem ringförmigen Innenraum 15 abgezogen ist.

Gemäß der Darstellung in Fig. 4 kann ein Rohr 27 beispielsweise aus drei Rohr-Rohlingen zur Bildung von Schichten 28, 29 und 30 gebildet werden, von denen beispielsweise

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die Schicht 30 orientiertes thermoplastisches^Poi^mer^-Material zur Verbesserung der Ring-oder ümfangsfestigkeit des Rohrs ist, die mittlere Schicht 29 beispielsweise aus Schaummaterial gebildet ist, das zum Herabsetzen der Wärmeübertragung über die Handungen des Rohrs 27 dient, und die äußere Schicht 28 zum Schutz der Schaum-Schicht 29 dient und weißes Pigment enthält, um die Absorption von Sonnenenergie auf ein Mindestmaß herabzusetzen, wie es in der britischen Patentanmeldung 3 9504/76 angegeben ist.

Die Fig. 5 stellt eine Modifikation der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung dar, wobei die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung von Komponenten verwendet sind, die die gleiche Funktion ausführen, falls nicht etwas gegensätzliches angeführt ist. Es ist ersichtlich, daß der innere Rohr-Rohling 19 mittels der Dichtungen 13 und 14 gelagert ist und daß ein äußerer Rohr-Rohling 31 beträchtlich kürzer als der in den Fig. 1 oder 2 gezeigte äquivalente Rohr-Rohling 10 ist. Der äußere Rohr-Rohling 31 hat eine axiale Länge, die der axialen Länge der ringförmigen Ausnehmung 18 ähnlich ist, und ist axial zum inneren Rohr-Rohling 19 in der gezeigten Lage festgelegt. Diese Festlegung kann dadurch erzielt werden, daß der äußere Rohr-Rohling 31 so ausgelegt ist, daß er eng über den inneren Rohr-Rohling paßt, so daß seine axiale. Lage vor dem .Schließen der Form-Hälften 11 und 12 genau bestimmt werden kann. Falls ein radialer Zwischenraum zwischen dem inneren Rohr-Rohling. 19 und dem äußeren Rohr-Rohling 31 gewünscht ist, ist es möglicherweise notwendig, den äußeren Rohr-Rohling 31 innerhalb der ein Gehäuse bildenden Form so festzulegen, daß er nicht von dem Heißwasserstrom durch den ringförmigen Innenraum 15 bewegt wird.

Die Fig. 6 zeigt einen Teil eines Rohrs 32, das mittels der Vorrichtung nach Fig. 5 aus den Rohr-Rohlingen 19 und 31 geformt ist.Es ist ersichtlich, daß die zylindri-

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sehe Wandung 20 des fertigen Rohrs 32 zur Gänze aus dem inneren Rohr-Rohling 19 geformt ist, während die eingeformte Muffe 22 und die Ringnut 2 3 aus gesonderten Schichten 33 und 34 geformt sind, von welchen die Schicht 33 aus dem inneren Rohr-Rohling gebildet ist, während die äußere Schicht 34 aus dem äußeren Rohr-Rohling 31 gebildet ist. Da der innere Rohr-Rohling 19 einen konstanten bzw. gleichmäßigen Querschnitt hat, ist die die Innenwandung der Muffe 22 bildende Schicht 33 im wesentlichen dünner als die angrenzende zylindrische Wandung 20, da sie gemäß der Darstellung auf einen größeren Durchmesser aufgeweitet worden ist. Die äußere Schicht 34 dient daher dazu, die Wandstärke der Muffe 22 und der Ringnut 23 zu verstärken, wodurch die Ring-Festigkeit der Muffe und - was noch bedeutender ist - deren Steifigkeit gesteigert wird. In der Praxis ist der Unterschied zwischen den Durchmessern der Wandung 20 des Rohr-Teils und der Muffe 22 so, d.ib die verringerte Stärke der Schicht 33 die Ring-Festigkeit der Schicht nicht wesentlich vermindert, da die stärkere Aufweitung dieses Teilbereichs des inneren Rohr-Rohlings 19 eine entsprechend größere Orientierung des Materials in der Schicht 33 verursacht. Demgemäß liegt die primäre Funktion der Schicht 34 darin, die Muffe 22 und die Ringnut 23 so zu versteifen, daß der Dichtungsring 24 zwangsweise festgelegt ist, damit eine Undichtigkeit zwischen dem Rohr 32 und einem zweiten geschichteten Rohr 35 vermieden ist, welches dem geschichteten- Rohr 32 entspricht und dessen zylindrisches Ende unter Abdichtung von dem Dichtungs ring 24 gefaßt ist»

Die axiale Länge und die axiale Lage der Schicht 34

kann durch die axiale Länge und die anfängliche Lage des äußeren Rohr-Rohlings 3ΐ bestimmt werden. Dabei kann dire Schicht 34 zur Verstärkung eines radialen Flansches 37 erweitert werden, der die zylindrische Wandung 20 mit der Muffe 22 verbindet, oder sie kann gekürzt werden, um die Muffe 22 und/oder die Ringnut 2 3 an irgendeiner gewünschten Stelle zu verstärken. Nach Wunsch kann die Muffe 22 und/oder

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die Ringnut 23 mittels der Schicht 34 gleichartige* zusätzlicher Schichten dadurch verstärkt werden, daß eine Mehrzahl von koaxialen Rohr'-Rohlingen vorgesehen werden, die dem in Fig. 5 gezeigten äußeren Rohr-Rohling 31 entsprechen. Ferner können die zylindrische Wandung und die innere Schicht 33 durch eine oder mehrere Zusatzschichten in der Weise verstärkt werden, wie es im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis beschrieben wurde. Der in Fig. 5 gezeigte Rohr-Rohling 31 kann alternativ koaxial innerhalb des Rohr-Rohlings 19 angeordnet werden.

Die Fig. 7 zeigt eine Abwandlung der unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschriebenen Vorrichtung, wobei die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung von Komponenten verwendet sind, die zur Durchführung der gleichen Funktion dienen, falls nichts gegenteiliges angeführt ist. Es ist ersichtlich, daß der in Fig. 5 gezeigte äußere Rohr-Rohling 31 durch einen äußeren Rohr-Rohling 38 ersetzt worden ist, der einen größeren Durchmesser hat und der axial innerhalb der ringförmigen Ausnehmung 18 festgelegt ist. Dabei legen die Form-Hälften 11 und 12 den äußeren Rohr-Rohling 38 in der richtigen axialen Lage in bezug auf die ringförmige Ausnehmung 18 zwangsläufig fest. Gewünschtenfalls kann die Einlaßleitung 16 mit zusätzlichen Verbindungen zu den Form-Hälften 11 und 12 versehen werden, um damit eine Heißwasserzirkulation sowohl um die innere als auch um die äußere Fläche des Rohr-Rohlings 38 sicherzustellen. Alternativ kann der Rohr-Rohling 38 mit einem axialen Spielraum innerhalb der ringförmigen Ausnehmung 18 gebildet sein, der dafür ausreicht, die Zirkulation des Heißwassers zuzulassen, oder es können die Enden des Rohlings 38 so gezackt sein, daß er zwangsweise innerhalb der ringförmigen Ausnehmung 18 festgelegt ist, jedoch die Wasserzirkulation ermöglicht ist. Die Rohr-Rohlinge 19 und 38 können entweder dadurch aufgeweitet wer- den, daß Druck auf das Innere des inneren Rohr-Rohlings 19 angelegt wird, der sich dann bis zur Berührung mit den Form-Hälften 11 und 12 sowie mit der Innenfläche des Rohr-Rohlings

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38 aufweitet, welcher dann radial in die ringförmige Ausnehmung 18 aufgeweitet wird, oder dadurch, daß der äußere Rohr-Rohling 38 in die ringförmige Ausnehmung 18 hinein vor dem Aufweiten des inneren Rohr-Rohlings 19 aufgeweitet wird. Alternativ kann der äußere Rohr-Rohling 38 durch einen Ring in entsprechender Gestaltung ersetzt werden, der in der ringförmigen Ausnehmung 18 angeordnet wird und in den der Rohr-Rohling 19 aufgeweitet wird. Ein derartiger Ring kann aus irgendeinem zweckdienlichen Material wie beispielsweise Kunststoffmaterial oder einem anderen Material hergestellt sein, das in mechanischer Weise mit dem aufgeweiteten Rohr-Rohling 19 verbunden wird. In letzterem Fall kann der Ring aus Metall in einer der Schicht 34 in Fig. 6 gleichartigen Form gestaltet sein, so daß durch das Aufweiten des Rohr-Rohlings 19 das Rohr 32 axial und radial gegenüber dem Ring festgelegt wird bzw. an ihm verankert wird.

Es ist ersichtlich, daß mit dem Verfahren die Formung eines geschichteten bzw. Schichten-Rohrs angegeben wird, bei dem die Schichten entweder aus dem gleichen Material gebildet sind, oder aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind, von denen jedes dem fertigen Rohr eine bestimmte Eigenschaft erteilt. Falls das Rohr aus Rohlingen aus unterschiedlichen orientierbaren thermoplastischen Polymer-Materialien geformt werden solJ., die zum Herbeiführen der Orientierung der Polymer-Moleküle während ihrer Verformung auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt werden müssen, kann jeder Rohling auf die geeignete Temperatur erwärmt werden und in einer zweckdienlichen Ablauffolge aufgeweitet werden.

Es ist ersichtlich, daß Muffen mit von der Muffe 22 verschiedener Gestaltung mit einer Vorrichtung erzeugt werden können, die der beschriebenen gleichartig ist, jedoch eine in geeigneter Weise veränderte ringförmige Ausnehmung 18 hat, und ferner, daß die Form-Hälften 11 und 12 so abgewandelt werden können, daß Muffen an beiden Enden des

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Rohrs geformt werden können oder bei Verwendung kurzer Rohr-Rohlinge eine Doppel-Verbindungsvorrichtung aus einem Paar von Muffen geformt werdenkann, welche miteinander entweder direkt verbunden sind oder mittels einer kurzen Länge an Rohr verbunden sind. Obgleich in der Beschreibung die Herstellung eines Rohrs mit gerader Mittelachse behandelt ist, ist ersichtlich, daß ein gekrümmtes Rohr in der Weise hergestellt werden kann, daß Rohr-Rohlinge in eine entsprechend gestaltete Form hinein aufgeweitet oder anderweitig eingepreßt werden.

Die zur Herstellung des Rohrs aus dem Rohling 10 verwendete Form nach Fig. 1 braucht nicht auf die in dieser Fig. dargestellte Weise aufgeteilt sein. Vielmehr kann in einer alternativen Ausgestaltung die Form als eine Röhre mit einer Endkappe in der Weise gestaltet sein, daß eine Aufteilung bzw. Trennung an der Muffennut erfolgt.

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eerseite

Claims

Patentansprüche

/ 1.] Verfahren zur Formung eines Rohrs aus orientierbarem thermoplastischem Polymer-Material, bei dem ein rohrförmiger Rohling in eine Hohlform mit Innenabmessungen eingelegt wird, die den Außenabmessungen des Fertig-Rohrs entsprechen, der rohrförmige Rohling auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der eine Verformung die Orientierung der Polymer-Moleküle herbeiführt, an den rohrförmigen Rohling Innendruck angelegt wird, um ihn unter Orientierung der Polymer-Moleküle radial nach außen zu gegen die Kohlform aufzuweiten, das geformte Rohr in einen festen Zustand abgekühlt wird und danach der Innendruck aufgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Formung eines Schichten-Rohrs zwei oder mehr koaxiale rohrförmige Rohlinge (10,19) in die Form (11,12) eingesetzt und aufgeweitet werden.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendruck an einen inneren Rohling (19) angelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendruck zuerst an einen äußeren Rohling (10) und darauffolgend an einen inneren Rohling (19) oder einen jeden von inneren Rohlingen angelegt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendruck gleichzeitig an einen äußeren Rohling (10) und einen inneren Rohling (19) angelegt wird und der Innendruck an dem äußeren Rohling (10) nach dem Aufweiten desselben aufgehoben wird, so daß dadurch der Innendruck an dem

ήζ inneren Rohling (19) diesen zu dem äußeren Rohling (10) hin aufweitet.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die rohrförmigen Rohlinge mittels eines Fluids wie Wasser auf eine geeignete Temperatur erwärmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmungs-Fluid um den äußeren Rohling (10) herum so in Umlauf gebracht wird, daß der innere Rohling (19) durch Wärmeübertragung über die Wandung des äußeren Rohlings (10) erwärmt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Rohlinge mittels eines Fluids wie Wasser auf eine geeignete Temperatur erwärmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmungs-Fluid durch den inneren Rohling (19) hindurch so umgewälzt wird, daß der äußere Rohling (10) durch Wärmeübertragung über die Wandung des inneren Rohlings (19) erwärmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Wärmeübertragung

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zwischen den Rohlingen zwischen dieselben ein Wärmeübertragungs· Fluid eingebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmungs-Fluid zwischen den rohrförmigen Rohlingen (10,19) umgewälzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendruck mittels des Erwärmungs-Fluids angelegt wird.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rohling (10) kürzer als der innere Rohling (19) gestaltet wird, der kürzere Rohling radial außerhalb des längeren Rohlings festgelegt wird und der kürzere Rohling axial innerhalb der Form festgelegt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da- durch gekennzeichnet, daß ein Teilbereich der rohrförmigen Rohlinge (10,19) zur Bildung einer Muffe am Ende des Fertig-Rohrs in eine ringförmige Ausnehmung (18) in der Hohlform hinein aufgeweitet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Rohlinge (31,3 8) in einer Länge geformt wird, die derjenigen der Muffe entspricht, und dieser Muffen-Rohling (31,3 8) in axialer Ausrichtung mit der ringförmigen Ausnehmung (18) angeordnet wird, wodurch wenigstens ein Teil des Muffen-Rohlings zur Bildung eines Teils der Muffe in die ringförmige Ausnehmung gedrückt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Muffen-Rohling (31, 38) um den äußeren Rohling oder die Rohlinge (19) herum angeordnet wird und. der Innendruck

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zuerst an den Muffen-Rohling angelegt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Muffen-Rohling (3 8) vor seiner Aufweitung axial innerhalb eines Teilbereichs der ringförmigen Ausnehmung (18) festgelegt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Muffen-Rohling (38) durch Umwälzen von Erwärmungs-Fluid zwischen dem Muffen-Rohling (37) und der ringförmigen Ausnehmung (18) erwärmt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilbereich wenigstens eines rohrförmigen Rohlings in einen vorgeformten Ring hinein aufgeweitet wird, der in einer ringförmigen Ausnehmung (18) angeordnet ist.
17. Rohr aus orientiertem thermoplastischem Polymer-Material, das nach dem Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei oder mehr konzentrischen Schichtungen (10, 19) geformt ist.
18. Rohr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Schichtungen aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
19. Rohr nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schichtungen nicht orientiert ist.
20. Rohr nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Schichtung zur Verbesserung der Ringfestigkeit des Rohrs aus orientiertem

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Material geformt ist und wenigstens eine weitere Schichtung vorgesehen ist, die eine andere Eigenschaft wie Wärmeisolierung zur Verminderung der Wärmeübertragung über die Rohrwandung oder Widerstandsfähigkeit gegen chemischen Angriff ergibt oder die eine reflektierende Außenfläche zur Verminderung der Absorption von Sonnenenergie bildet.
21. Rohr nach einem der Ansprüche 17 bis 20, gekennzeichnet durch eine Ringmuffe mit einem Durchmesser, der größer als der des übrigen Rohrs ist.
22. Rohr nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schichtungen (34) zur Steigerung der Wandstärke der Muffe verwendet ist.
23. Rohr nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schichtungen (34) zur Steigerung der Wandstärke eines Flanschs (37) verwendet ist, der die Muffe mit dem übrigen Rohr verbindet.
24. Rohr nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Schichtung die Form eines vorgeformten Rings hat, der wenigstens einen Teil der äußeren Wandung der Ringmuffe bildet.
25. Vorrichtung zur Formung eines Rohrs aus orientiertem thermoplastischen Polymer-Material, mit einer Hohlform mit Innenabmessungen, die den Außenabmessungen des Fertig-Rohrs entsprechen, einer Haltevorrichtung zum Halten eines röhrenförmigen Rohlings innerhalb der Hohlform, einer Erwärmungsvorrichtung zum Erwärmen des rohrförmigen Rohlings auf eine Temperatur, bei der eine Verformung die Orientierung der Polymer-Moleküle herbeiführt, und eine Vorrichtung zum Anlegen von Innendruck an den erwärmten Rohling zu dessen

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radialer Auswärts-Ausweitung gegen die Hohlform, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohling-Haltevorrichtung zum gleich zeitigen Halten von drei oder mehr rohrförmigen Rohlingen innerhalb der Hohlform ausgelegt ist, die Rohling-Erwärmungs- vorrichtung zum Erwärmen aller dieser Rohlinge ausgelegt ist und die Vorrichtung zum Anlegen von Innendruck so ausgelegt ist, daß die Rohlinge aufgeweitet werden.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Kühlen des orientierten Rohrs vor dem Aufheben des Innendrucks.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung zum Halten der Rohlinge Dichtungsvorrichtungen (13,14) aufweist, die mit entgegengesetzten Enden des äußeren Rohlings (10) dichtend in Eingriff stehen.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung zum Halten der Rohlinge Dichtungsvorrichtungen (13,14) aufweist, die mit entgegengesetzten Enden des inneren Rohlings (19) dichtend in Eingriff stehen, wobei der äußere Rohling (10) oder äußere Rohlinge radial mittels des inneren Rohlings (19) und axial mittels der Form (11,12) festgelegt ist oder sind.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 2 8_f bei der die Form eine ringförmige Ausnehmung zur Ausbildung einer Muffe an dem orientierten Rohr begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rohling (3e) oder ein vorgeformter Ring axial innerhalb der ringförmigen Ausnehmung (18) festgelegt ist, wodurch der äußere Rohling oder der vorgeformte Ring einen Teil der Muffe bildet.

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