DE2844653A1 - Verfahren zum verdicken eines endabschnitts eines kunststoffrohres - Google Patents

Verfahren zum verdicken eines endabschnitts eines kunststoffrohres

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DE2844653A1
DE2844653A1 DE19782844653 DE2844653A DE2844653A1 DE 2844653 A1 DE2844653 A1 DE 2844653A1 DE 19782844653 DE19782844653 DE 19782844653 DE 2844653 A DE2844653 A DE 2844653A DE 2844653 A1 DE2844653 A1 DE 2844653A1
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DE19782844653
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Richard Charles Faber
David Walter French
Wayne Dwight Weger
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Johns Manville
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Johns Manville
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C57/00Shaping of tube ends, e.g. flanging, belling or closing; Apparatus therefor, e.g. collapsible mandrels

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Description

  • Verfahren zum Verdicken eines Endabschnitts eines
  • Kunststoffrohres Die Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf ein Verfahren zur Verdickung der Wand entlang eines Endabschnitts eines Kunststoffrohres und zwar insbesondere auf eine Verbesserung des im Britischen Patent Nr. 986 076 beschriebenen Verfahrens und der entsprechenden Vorrichtung.
  • In dieser britischen Patentschrift ist ein Rohr aus thermoplastischem Material sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verdickung der Rohrwand an einem Ende des Rohres beschrieben.
  • Dabei wird die Rohrwand durch Verwendung einer Außenelektrode in Form einer sich in Längsrichtung erstreckenden zylinderförmigen Hülse und einer Innenelektrode in Form einer feststehenden, konzentrisch innerhalb der Außenelektrode oder Hülse angeordneten Masse verdickt. Diese fest angeordnete Masse, d.h. die Innenelektrode, und die konzentrische Hülse, d.h. die Außenelektrode, bilden zusammen einen ringförmigen Hohlraum oder, wie in der Patentschrift bezeichnet, einen Raum, welcher an einem Ende, nämlich dem Eingangsende,offen und an seinem gegenüberliegenden Ende geschlossen ist, Jede der Elektroden ist an einem Hochfrequenzgenerator angeschlossen, wobei zwischen den beiden Elektroden ein Isolierfutter vorgesehen ist.
  • Für den Betrieb wird ein Ende des Rohres, und zwar das zu verdickende Ende, in die Außenelektrode eingelegt, d.h. in den Hohlraum , welcher durch die Innenelektrode und die Innenfläche der Außenelektrode bestimmt ist. Zwischen den Elektroden wird eine Hochfrequenzspannung erzeugt, wobei gleichzeitig auf das Rohr in Richtung der Innenelektrode eine Kraft ausgeübt wird. Die Hochfrequenzspannung dient zur Aufweichung des Kunststoffrohres und die Aufbringung der Kraft auf das Rohr verursacht die Verformung des Rohres innerhalb des Formhohlraums und dessen Ausfüllung, wodurch ein gegenüber dem restlichen Rohrabschnitt verdickter Wandabschnitt entsteht.
  • Die Offenbarung in der bezeichneten britischen Patentschrift ist hauptsächlich auf die Ausbildung eines runden offenen Endes eines Rohres aus thermoplastischem Material abgestellt, und zwar insbesondere abgestellt auf ein biegsames iylmaterial, Damit ist die Lehre gegeben, die Wand eines Endabschnitts eines Rohres nachträglich zu verdicken, insbesondere eines dünnwandigen Rohres mit kleinem Durchmesser, wie etwa ein Katheter oder Klistierrohr. Es kann dahingestellt bleiben, inwieweit mi.t diesem Verfahren die Wand von Rohren dieser Art überhaupt in genügender Weise verdickt werden kann, da die Anmelder Verbesserungen gefunden haben, welche eine sehr gute Nachverdickung ermöglichen und zwar insbesondere die Verdickung eines Rohrabschnitts, welcher Teil eines starren Polyvinylchloridrohres mit.einem größeren Durchmesser ist.
  • Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Verdickung eines Endabschnitts eines Kunststoffrohres geschaffen, welches gekennzeichnet ist durch Erwärmen des Rohres über eine vorbestimmte Länge auf den Zustand der Wärmeverformbarkeit, Anordnen des Längsabschnitts des Rohres zur Gänze innerhalb eines sich in Längsrichtung erstreckenden ringförmigen Hohlraums mit einem Außendurchmesser ungefähr gleich dem Außendurchmesser des Rohres und einem Innendurchmesser ungefähr gleich dem gewünschten Innendurchmesser des Endabschnitts nach dessen Verdickung, wobei die Länge des Hohlraums wenigstens gleich der Länge des Endabschnitts ist und der Hohlraum am hinteren Ende geschlossen und am vorderen Ende offen ist, derart, daß sich der übrige Abschnitt des Kunststoffrohres vom vorderen Ende des Formhdiraumes weg erstreckt, Bewegen des Hohlraums und des Rohres relativ zueinander, wodurch wenigstens der Abschnitt mit der vorbestimmten Länge innerhalb des Formhohlraumes deformiert und dieser teilweise gefüllt wird, derart, daß die Wand wenigstens des vorbestimmten Längsabschnitts des Rohres verdickt wird, wenn der vorbestimmte Längsabschnitt des Rohres innerhalb des Formhohlraumes verformt wird, Einbringen einer bestimmten Wärmemenge in den Hohlraum von Stellen aus, welche sich über die Länge und rings um die Innen- und Außenflächen des Hohlraums erstrecken, wobei sich die Stellen vom hinteren Ende des Formhohlraums bis knapp in einem vorbestimmten Abstand zum vorderen Ende erstrecken, so daß eine Übergangszone gebildet wird, Ermöglichung der Wärmewanderung von dem verformten Längsabschnitt des Rohres in den in der Übergangszone angeordneten Rohrabschnitt, und weitere Bewegung des Formhohlraums relativ zum Rohr, wodurch das in der Übergangszone angeordnete Rohr verformt und im wesentlichen der Formhohlraum gefüllt wird.
  • Insbesondere hat die Anmelderin herausgefunden, daß das Rohr beim Nachverdickungsverfahren gemäß der britischen Patentschrift in nachteiliger Weise verzogen oder in sonst einer Weise deformiert werden kann, insbesondere dann, falls der zu verdickende Abschnitt relativ lang im Vergleich zur Wanddicke und dem Gesamtdurchmesser ist Insbesondere wird beim Verfahren gemäß der britischen Patentschrift die Wärme auf den Gesamtabschnitt des Rohres innerhalb des Formhohlraumes mittels einer hochfrequenten Spannung aufgegeben. Ein Teil dieser Wärme wandert entlang des Rohres und gelangtinU#sÄuße#des Formhohlraums. Infolge davon verzieht oder deformiert sich der erwärmte Abschnitt außerhalb des Formhohlraumes, wenn eine Verformungskraft auf das Rohr aufgebracht wird.
  • Dieser Nachteil wird durch die erfindungsgemäße Lösung überwunden, und zwar insbesondere durch Schaffung einer sogenannten Übergangszone am und innerhalb des offenen Endes des Formhohlraumes.
  • Das in dieser Übergangszone im Formhohlraum angeordnete Rohr wird nicht unmittelbar der Wärme ausgesetzt, d.h. Wärme wird nicht in unmittelbarer Nachbarschaft des Materials an den an der Übergangszone angrenzenden Seitenwänden des Formhohlraums aufgegeben. Infolge davon ist das Kunststoffmaterial innerhalb dieser Zone kühler als das Kunststoffmaterial, welches weiter innerhalb des Formhohlraums angeordnet ist. Diese Zone dient dazu, zu verhindern, daß ein ausreichender Wärmebetrag aus dem Hohlraum durch das Rohr nach außen wandert und den außenliegenden Rohrabschnitt, insbesondere den direkt am Formhohlraum anschließenden Rohrabschnitt deformiert.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verdickung der Wand eines Endabschnitts eines Kunststoffrohres ohne unerwünschtes Verziehen oder sonstige Deformierungen des unverformten Rohrabschnittes zu schaffen. Dabei soll durch das Verfahren auch das Kunststoffmaterial, aus dem das Rohr besteht, selbst nicht beschädigt werden.
  • Eine zur Ausführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung weist einen sich in Längsrichtung erstreckenden, ringsumlaufenden Hohlraum mit einem Außendurchmesser ungefähr gleich dem Außendurchmesser des Rohres und einem Innendurchmesser ungefähr gleich dem gewünschten Innendurchmesser des zu verdickenden Endabschnitts auf. Die Länge dieses Formhohlraums ist wenigstens gleich der Länge des Endabschnitts. Der Ftrmho#raun ist m einem Ende geschlossen und am anderen Ende, nämlich dem Ende, an welchem das Rohr eingeführt wird, offen. Die Vorrichtung umfaßt auch Heizelemente, die an Stellen über die Länge und über den Umfang des Formhohlraums angeordnet sind.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erstrecken sich diese Heizstellen, insbesondere die Heizelemente selbst, vom hinteren Ende des Formhohlraums bis knapp zum vorderen Ende des Hohlraums, wodurch am vorderen Ende des Hohlraums eine Übergangszone gebildet wird. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist der Formhohlraum etwas länger ausgebildet als der vorgewärmte Endabschnitt des zu verdickenden Kunststoffrohres.
  • Insgesamt wird hierdurch die Gefahr des Verziehens oder sonstiger Deformieru#n des Rohres außerhalb des Formhohlraumes während des Verdickungsvorganges minimiert, wenn nicht sogar vollkommen ausgeschlossen.
  • Für den Verdickungsvorgang wird ein vorbestimmter Längsabschnitt eines Endes eines Kunststoffrohres derart erwärmt, daß dieser Längsabschnitt verformbar ist. Das Rohr wird dann in den Formhohlraum derart eingelegt, daß dessen freies Ende mit dem geschlossenen Ende des Formhohlraums zusammen wirkt, wodurch sichergestellt ist, daß der gesamte vorgewärmte Längsabschnitt vollkommen innerhalb des Formhohlraumes liegt. Durch eine Relativbewegung zwischen Formhohlraum und Rohr wird das Rohr innerhalb des Formhohlraumes deformiert und dabei im wesentlichen der gesamte Formhohlraum ausgefüllt und damit auch die Wand des Endabschnitts verdickt. Zur gleichen Zeit, d.h.# wenn das Rohr innerhalb des Formhohlraumes deformiert wird und diesen ausfüllt, wird eine bestimmte Wärmemenge in den Formhohlraum durch die Heizelemente eingeleitet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der gesamte Hohlraum mit Ausnahme der Übergangszone auf eine Temperatur von nicht weniger als ungefähr 1300C und nicht mehr als ungefähr 1630 C erwärmt (2650F bzw. 3250F Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.
  • Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt eines Kunststoffrohres mit einem erfindungsgemäß nachverdickten Endabschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt einer Vorrichtung zur Nachverdickung der Wand eines Kunststoffrohres,wie etwa des in Fig. 1 dargestellten Rohres, Fig. 3 einen Querschnitt der Vorrichtung von Fig. 2, dargestellt in einer unterschiedlichen Betriebsstellung.
  • In Fig. 1 ist ein Rohr 10 dargestellt, welches aus einem thermoplastischen Werkstoff, und zwar in einer besonderen Ausführungsform aus Polyvinylchlorid hergestellt ist. Es weist eine unverdickte Rohrwand 12 auf, welche sich, mit Ausnahme eines Endabschnitts 14, über die gesamte Rohrlänge erstreckt. Die Rohrwand 16 dieses Endabschnitts ist erfindungsgemäß nachverdickt worden.
  • In den Fig. 2 und 3 ist eine Vorrichtung 18 zur Vergrößerung der Wanddicke des Endabschnitts 14 dargestellt. Diese Vorrichtung umfaßt eine sich in Längsrichtung erstreckende zylindrische Hülse 20, welche aus einem geeigneten Material, wie etwa Stahl, hergestellt ist. Die Hülse weist einen Innendurchmesser auf, der etwa gleich dem Außendurchmesser des Rohres 10 ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Hülse in einer stationären oder feststehenden Stellung durch eine geeignete,nicht dargestellte Einrichtung abgestützt.
  • Die Vorrichtung umfaßt weiter einen sich in Längsrichtung erstreckenden zylinderförmigen Stößel 22, welcher konzentrisch innerhalb der Hülse 20 und darin gleitend verschiebbar angeordnet ist. Dieser Stößel weist einen hinteren zylindrischen Abschnitt 24 auf, welcher eng, jedoch gleitend innerhalb der Hülse 20 sitzt, d.h. der Außendurchmesser dieses Abschnitts 24 ist nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Hülse. Der Stößel weist auch einen vorderen Abschnitt 26 auf, welcher sich von der Stirnseite des hinteren Abschnitts 24 nach vorne hin erstreckt. Der Außendurchmesser des vorderen zylinderförmigen Abschnitts ist kleiner als der Durchmesser des hinteren Abschnitts und ist ebenfalls konzentrisch innerhalb der Hülse 20 angeordnet.
  • Der vordere Abschnitt 26 und die Innenfläche der Hülse 20 bilden zusammen einen sich in Längsrichtung erstreckenden, rings umlaufenden Hohlraum 28 mit einem Außendurchmesser (der Innendurchmesser der Hülse) im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Rohres 10 und einem Innendurchmesser (der Außendurchmesser des Abschnitts 26) im wesentlichen gleich dem gewünschten Innendurchmesser des Endabschnitts 14, nachdem dieser Endabschnitt verdickt worden ist. Dieser Hohlraum ist wenigstens hinsichtlich seiner Längenabmessung gleich der Länge des Endabschnitts 14 und in Übereinstimmung mit einem Merkmal der vorliegenden Erfindung länger als der Endabschnitt 14. Aus der Zeichnung geht hervor, daß der Hohlraum an seinem hinteren Ende 30 durch den hinteren Abschnitt 24 begrenzt und an seinem vorderen Ende 32 offen ist.
  • Es ist bereits ausgeführt worden, daß der Stößel 22 innerhalb der Hülse 20 gleitend verschiebbar ist, wobei hierzu die Vorrichtung übliche Einrichtungen zur Bewegung des Stößels aufweist.
  • Beispielsweise kann der Stößel am freien Ende eines Kolbens 34 befestigt sein, welcher seinerseits Teil einer konventionellen, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigbaren Kolben~ anordnung ist. Jedenfalls wird aus den im nachfolgenden erläuterten Gründen der Stößel durch eine geeignete Einrichtung zwischen einer ersten oder hinteren Stellung, wie sie in Fig, 2 dargestellt ist, und einer zweiten oder vorderen Stellung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, bewegt.
  • In jeder Stellung und in den dazwischen befindlichen Stellungen bleibt die Länge des Hohlraums 28 jeweils gleich, welche durch den vorderen Abschnitt 26 und den Abschluß durch den hinteren Abschnitt 24 des Stößels 22 bestimmt ist.
  • Der Hohlraum 28 wird erwärmt, um den Endabschnitt 14 des Rohres 10 zu verdicken. Demzufolge weist die Vorrichtung 18 Heizelemente 36 und 40 auf.
  • Diese Heizelemente können übliche bekannte Heizelemente sein. In den Fig. 2 und 3 sind diese Heizelemente 36 als Bänder ausgebildet, welche um die Hülse 20 eng zu deren Innenfläche gewickelt sind. Selbstverständlich können die Heizelemente innerhalb der Wand der Hülse oder direkt an deren Innenfläche angeordnet sein, solange der Hohlraum 28 in der beabsichtigten Weise erwärmt wird. Diese Heizelemente erstrecken sich um die Innenfläche der Hülse 20 und in Längsrichtung über eine bestimmte Wegstrecke entlang der Hülse. Die Heizelemente 40 sind innerhalb des Stößel abschnitts 26 angeordnet und erstrecken sich rings um den Stößelabschnitt, wobei sie sich in enger Nachbarschaft zu dessen Außenfläche befinden. Diese Heizelemente können ebenfalls innerhalb des Abschnitts 26 oder an dessen Oberfläche angeordnet sein, solange mit ihnen jedenfalls die Erwärmung des Hohlraums 28 in der beabsichtigten Weise möglich ist.
  • In gleicher Weise wie die Heizelemente 36 erstrecken sich die Heizelemente 40, welche in Form von Patronen oder Stöpseln dargestellt sind, in Längsrichtung über eine bestimmte Strecke entlang des Abschnitts 26, enden jedoch in einem ausreichenden Abstand zum vorderen Ende des Stößels 22.
  • Insoweit als sich die Hülse 20 in einer feststehenden Position befindet, sind auch die Heizelemente 36 feststehend. Andererseits sind die Heizelemente 40 mit dem Stößel 22 bewegbar. Insbesondere bewegen sich die Heizelemente mit dem Stößel 22 zwischen der ersten oder hinteren in Fig. 2 dargestellten und seiner zweiten oder vorderen in Fig. 3 dargestellten Stellung. Allerdings befinden sich gemäß beider Fig. die Heizelemente 40 immer hinter einer Übergangszone 42, welche mit strichlierten Linien 44 dargestellt ist und zwar unabhängig von der Stellung des Stößels 22. Die Heizelemente 36 sind ebenso hinter dieser Zone angeordnet. Aus der Zeichnung geht hervor, daß die Heizelemente 36 knapp links von der oder knapp hinter der Übergangszone angeordnet sind, da die Stellung der Elemente 36 die hinterste Grenze der Übergangszone darstellt. Die Heizelemente 40 sind hinter den Heizelementen 36 angeordnet, wenn sich der Stößel in seiner ersten oder hinteren Position befindet, wie aus Fig. 2 hervorgeht, wobei die Heizelemente miteinander ausgerichtet sind, wenn sich der Stößel in seiner zweiten oder vorderen in Fig. 3 dargestellten Stellung befindet.
  • Aus den Fig. 2 und 3 wird deutlich, daß die Übergangszone 42 kontinuierlich längenmäßig zunimmt, wenn der Stößel 22 in der Hülse 20 nach vorne bewegt wird. Unabhängig von der Stellung des Stößels 22 umfaßt diese Übergangszone einen vorderen Endabschnitt des Hohlraums 28. In anderen Worten ausgedrückt, während des Betriebs des Stößels 22 befindet sich immer irgendein Abschnitt des Hohlraums 28 vor den beiden Heizelementen 36 und 40 (rechts in den Fig. 2 und 3) und wird nicht unmittelbar durch diese Heizelemente erwärmt.
  • Der spezielle Grund für die Verwendung dieser Übergangszone wird im nachfolgenden erläutert.
  • Vor Verdickung des Endabschnitts 14 wird ein vorbestimmter Längsabschnitt des Rohres 10 erwärmt bis dieser Längenabschnitt 13 verformbar ist, wobei dies durch bekannte und nicht dargestellte Einrichtungen erfolgt und infolgedessen nicht beschrieben zu werden braucht. Es genügt der Hinweis, daß die bekannte Einrichtung die Heizelemente der Vorrichtung 18 oder separate Heizelemente verwenden kann. In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung, in welcher das Kunststoffrohr aus Polyvinylchlorid besteht, wird der Längenabschnitt 13 auf ungefähr 740C (165°F) erwärmt, wodurch der Zustand der Wärmeverformbarkeit erreicht wird. Wenn sich der Abschnitt 13 des Rohres in diesem Zustand befindet, wird er zur Gänze innerhalb des Hohlraums 28 angeordnet, d.h. derart, daß dessen freies Ende mit dem Abschnitt 24 des Stößels 22 zusammenwirkt, wobei sich der Stößel in der in Fig. 2 dargestellten hinteren Position befindet. Gleichzeitig sind die Heizelemente 36 und 40 angeschaltet, d.h.
  • sie geben einen vorbestimmten Wärmebetrag an den Hohlraum 28 und somit an den Längsabschnitt 13 ab.
  • Es ist bereits oben ausgeführt worden, daß erfindungsgemäß der Hohlraum in Längsrichtung länger als der zu verdickende Endabschnitt ist. Wenn somit der verdickte Endabschnitt 14 zur Gänze innerhalb des Hohlraums 28 angeordnet ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist ebenfalls ein nicht verdickter Längsabschnitt des Rohres 12 innerhalb des Hohlraums 28 angeordnet. Dieser Abschnitt ist mit dem Bezugszeichen 46 gekennzeichnet. Ein zweites Erfindungsmerkmal betrifft eine Übergangszone, insbesondere die Übergangszone 42.
  • Die Übergangszone unterscheidet sich von dem Rest des Hohlraumes 28 dadurch, daß sie keine Heizelemente beinhaltet. Aus den Fig. 2 und 3 geht hervor, daß wenigstens dann, wenn sich der Stößel 22 in seiner zweiten in Fig. 3 dargestellten Position befindet ein nicht zu verdickender und nicht vorerwärmter Längsabschnitt des Rohres 12, insbesondere .Abschnitt 46 ~sich innerhalb des Hohlraums 28 befindet. Darüber hinaus befindet sich dieser Abschnitt innerhalb der Übergangszone 42. Die dadurch bedingten Vorteile werden in einem nachfolgenden Abschnitt erläutert.
  • Nach Einsetzen des vorgewärmten Längsabschnitts 13 des Rohres 10 (und eines nicht erwärmten Abschnitts des RohmslO, falls der Längsabschnitt 13 kürzer als der Hohlraum 28 ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht) in den Hohlraum 28 wird der Stößel aus seiner in Fig. 2 dargestellten Stellung bewegt. Der erste Abschnitt des zu verformenden Endabschnitts 14 rührt von der Verformung des vorgewärmten Längsabschnitts 13 her. Der Rest der Verdickungsarbeit geht langsamer vor sich, da der restliche Teil des Rohres 10, welcher sich im Hohlraum 28 befindet,weder vorgewärmt ist noch direkt durch die Heizelemente 36 und 40 erwärmt ist, da er-sich in der Übergangszone 42 befindet. Die zur vollständigen Verdickung (Fig. 3) erforderliche Wärme rührt im wesentlichen von dem bereits verdickten Teil des Rohres innerhalb des Hohlraums 28 her. Allerdings ist festzustellen, daß ein Endabschnitt des Hohlraums 28, d.h. ein Abschnitt in der Übergangszone 42, nicht gefüllt wird, wenn sich der Stößel 22 in seiner vordersten in Fig. 3 dargestellten Stellung befindet. Vielmehr verbleibt dieser Rohrabschnitt 46 unverformt. Dies rührt daher, da der Abschnitt 46 nicht vorgewärmt ist und wegen seiner Anordnung innerhalb der unbeheizten Übergangszone 42 entfernt vom vorgewärmten Längsabschnitt 13 nur wenig Wärme ausgesetzt 4Ist. Infolgedessen wirkt dieser Rohrabschnitt als Puffer oder Schranke.
  • Er verhindert in ausreichender Weise den Übergang der Wärme zum restlichen Rohr, welches sich außerhalb des Hohlraums befindet, so daß hierdurch thermisch bedingte Verformungen oder ein Verziehen des Rohres außerhalb des Hohlraumes ausgeschlossen ist. Falls dies nicht der Fall wäre, d.h. falls der gesamte innerhalb des Hohlraums 28 angeordnete Abschnitt des Rohres 12 vorgewärmt und innerhalb des Hohlraumes erwärmt worden wäre, könnte ein Wärmebetrag durch das Rohr nach außen gelangen und somit ein Verziehen oder Verbeulen des Rohres hervorrufen.
  • Die Funktion der Übergangszone 42 wird am besten verständlich, wenn die Verdickungsarbeit in zwei aufeinanderfolgende, jedoch im wesentlichen nicht unterbrochene Vorgänge unterteilt wird. Der erste Vorgang umfaßt das ziemlich schnelle axiale Zusammendrücken und gleichzeitige Verdicken des vorgewärmten Längsabschnitts 13. Dies erfolgt ziemlich schnell, da sich das thermoplastische Material anfänglich in einem Zustand der Wärmeverformbarkeit befindet und durch die Heizelemente 36 und 40 in diesem Zustand aufrechterhalten wird. Die restliche Verformung des noch zu verdickenden Endabschnitts 14 hängt überwiegend, falls nicht ausschließlich, von der Wärmewanderung vom bereits verdickten Rohr ab, um den Restabschnitt auf die geeignete Verformungstemperatur zu bringen. Somit dauert dieser zweite Verformungsvorgang von Haus aus länger, da der Temperaturgradient in die Übergangszone vorwärtsschreitet (nach rechts in den Fig. 2 u.3).
  • Die genaue Länge des Hohlraums 28, seine Dicke und die Kraft die zur Bewegung des Stößels von der in Fig. 2 dargestellten in die in Fig.3 dargestellte Position ~und die Wärme,die zum Verformen des Kunststoffs innerhalb des Hohlraums 28 erforderlich ist, sowie alle anderen Abmessungen der Vorrichtung 18 sind selbstverständlich von dem besonderen Werkstoff des zu verdickenden Rohres, den Abmessungen des Rohres, der gewünschten Wanddicke des zu verdickenden Endabschnitts sowie der Länge des Endabschnitts abhängig. Im Falle von Polyvinylchlorid als Werkstoff hat es sich herausgestellt, daß der Abschnitt des Hohlraums 28 zwischen den Heizelementen 36 und 40 auf wenigstens ungefähr 1300C (2650F) und nicht mehr als ungefähr 1630C (3250F) erwärmt werden soll.
  • Falls die Temperatur unterhalb dieses unteren Werts bleibt, wird es schwierig, falls nicht unmöglich, den erwärmten Endabschnitt zu verformen und den Hohlraum 28 gleichmäßig auszufüllen. Falls die Temperatur den oberen Wert übersteigt, ist es leicht möglich, den Kunststoff zu verbrennen oder in sonst einer Weise zu beschädigen.
  • Zur weiteren Erläuterung wird im nachfolgenden ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung näher beschrieben. Dabei wurde ein Endabschnitt eines lOcmPVC-Druckrohrs, ausgelegt für 160 psi SDR 26 (Plastic Pipe Institute) Druckbetrieb, nach Maßgabe der Erfindung verdickt. Die Länge dieses verdickten Abschnitts betrug 6 Zoll und die Dicke der Wand vor Verdickung 0,173 Zoll, wohingegen die Dicke nach dem Verdicken 0,248 Zoll betrug. Die Länge des Hohlraums 28 betrug 6,5 Zoll und die Bewegung des Stößels 24 zwischen seiner hinteren und vorderen Position betrug ungefähr 1,25 Zoll. Die Temperatur des Hohlraums 28 betrug 3120F. Ungefähr 6 Zoll des Endabschnitts wurden anfänglich auf etwa 165 0F erwärmt. In dieser Hinsicht ist festzustellen, daß, obgleich 6 Zoll des Rohres vorgewärmt waren und obgleich die Länge des verdickten Abschnitts 6 Zoll betrug, dies nicht dieselben 6 Zoll waren. Insbesondere, da der vorgewärmte Abschnitt 1,25 Zoll nach innen verformt war, bewegte sich ausreichend Wärme die 1,25 Zoll nach innen, welche durch die Verformung zur Verdickung des Rohrabschnittes verloren waren.
  • In diesem Ausführungsbeispiel war ungefähr eine Hälfte der Bewegung des Stößels oder 5/8 Zoll nahezu augenblicklich oder innerhalb der ersten 5 bis 10 Sekunden der Verdickungsarbeit ausgeführt. Diese Größe, in welcher dieser Teil der Stößelbewegung stattfindet, ist hauptsächlich lediglich durch die Geschwindigkeit begrenzt, mit welcher der hydraulische Stößel oder der Antrieb die spezielle Wegstrecke durchqueren kann, da der Abschnitt des verdickten Rohres während dieses Zustands sich bereits in einem extrem plastischen Zustand befindet. Die restliche Bewegung des Stößels dauert allerdings 75 bis 90 Sekunden. Diese Zeit ist für die Wanderung der im vorgewärmten (und nun verdickten) Abschnitt des Rohres enthaltene Wärme in die Übergangszone im Formhohlraum und zum Aufweichen des darin enthaltenen Rohres auf das notwendige Maß an Plastizität erforderlich. Falls keine Übergangszone vorhanden.ist, würde diese Warme wahrscheinlich außerhalb-des FQrmhohlraums 28 gelangen#und ein Verziehen des Rohres möglicherweise zur Folge haben. Die nach Maßgabe der Erfindung hergestellten Rohre sind außerhalb des Formhohlraums 28 in keiner Weise verzogen oder sonstwie deformiert. Beispiele jedoch, welche ohne eine Übergangszone im Formhohlraum oder einen ungeheizten Pufferabschnitt hergestellt worden sind, zeigen Deformierungen an der Öffnung des Formhohlraums.
  • Es liegt auf der Hand, daß das oben beschriebene Ausführungsbeispiel lediglich der Erläuterung halber dient und damit keine Einschränkung des Erfindungsgegenstandes bewirkt wird. Die Erfindung ist aber auch nicht auf die Bewegung des Stößels 22 relativ zur Hülse 20 und zum Rohr 10 begrenzt. Es ist möglich, den Stößel und die Hülse fixiert zu halten und das Rohr 10 zu bewegen. Allerdings ist dies nicht nur unpraktisch wegen der Länge des Rohres sondern auch deswegen, da sich dabei das Rohr entlang seiner Längsachse infolge der Einwärtsbewegung in den Formhohlraum verbiegen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform bewegt sich lediglich der Stößel, wie oben beschrieben oder sowohl der Stößel und die Hülse, wohingegen das Rohr fixiert bleibt. Im letzteren Fall sind der sich bewegende Stößel und die Hülse relativ zueinander fixiert, wie in Fig. 3.
  • Dies besitzt den Vorteil, daß die Heizelemente 36 und 40 beständig miteinander ausgerichtet sind. Selbstverständlich kann zur synchronen Bewegung des Stößels und der Hülse eine-geeignete Einrichtung vorgesehen sein.

Claims (8)

  1. Patentanspruche .n 0 Verfahren zur Verdickung eines Endabschnitts eines Kunststoffrohres, gekennzeichnet durch Erwärmen des Rohres (10) uber eine vorbestimmte Länge auf den Zustand der Wärmeverformbarkeit, Anordnen des Längsabschnitts des Rohres zur Gänze innerhalb eines sich in Längsrichtung erstreckenden ringförmigen Hohlraums <28) mit einem Außendurchmesser ungefähr gleich dem Außendurchmesser des Rohres und einem Innendurchmesser ungefähr gleich dem gewünschten Innendurchmesser des Endabschnitts (14) nach dessen Verdickung, wobei die Länge des Hohlraums wenigstens gleich der Länge des Endabschnitts ist und der Hohlraum am hinteren Ende (30) geschlossen und am vorderen Ende (323 offen ist, derart, daß sich der übrige Abschnitt des Kunststoffrohres vom vorderen Ende des Formhohlraumes weg erstreckt, Bewegen des Hohlraums und des Rohres relativ zueinander, wodurch wenigstens der Abschnitt (13) mit der vorbestimmten Länge innerhalb des Formhohlraums deformiert und dieser teilweise gefüllt wird, derart, daß die Wand wenigstens des vorbestimmten Längsabschnitts des Rohres verdickt wird, wenn der vorbestimmte Längsabschnitt des Rohres innerhalb des Formhohlraumes verformt wird, Einbringen einer bestimmten Wärmemenge in den Hohlraum von Stellen aus, welche sich über die Länge und rings um die Innen- und Außenflächen des Hohlraums erstrecken, wobei sich die Stellen vom hinteren Ende des Formhohlraums bis knapp in einem vorbestimmten Abstand zum vorderen Ende erstrecken, so daß eine Übergangszone (42) gebildet wird, Ermöglichung der Wärmewanderung von dem verformten Längsabschnitt des Rohres in den in der Übergangszone angeordneten Rohrabschnitt, und weitere Bewegung des Formhohlraums relativ zum Rohr, wodurch das in der Übergangszone angeordnete Rohr verformt und im wesentlichen der Formhohlraum gefüllt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formhohlraum (28) in Längsrichtung länger als der vorbestimmte Längsabschnitt des Rohres ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffrohr aus Polyvinyl chlorid besteht und daß der Formhohlraum (28) auf eine Temperatur zwischen etwa 2650F und 3250F über die Länge des Formhohlraums an den Heizstellen erwärmt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des Rohres in der Übergangszone (42), welcher nicht verdickt ist, lediglich derart erwärmt wird, daß er als Puffer für den sich vom vorderen Ende des Formhohlraums erstreckenden Rohrabschnitt wirkt und dadurch eine Verformung des restlichen Rohrabschnitts verhindert.
  5. 5. Verfahren zur Verdickung einer Rohrwand entlang eines Endabschnitts eines Kunststoffrohres, gekennzeichnet durch Erwärmung eines Endes des Rohres (10) über einen vorbestimmten Längsabschnitt auf den Zustand der Wärmeverformbarkeit, Vorsehen einer sich in Längsrichtung erstreckenden zylinderförmigen Hülse (20) mit einem Innendurchmesser etwa gleich dem Außendurchmesser des Rohres (10) und eines sich in Längsrichtung erstreckenden zylinderförmigen Stößels (22), welcher koneentrich innerhalb der Hülse (20) angeordnet ist, wobei der Stößel einen Endabschnitt (26) aufweist, welcher zusammen mit der Innenfläche der HUlse einen sich in Längsrichtung erstreckenden, ringförmigen Formhohlraum (28) mit einem Außendurchmesser ungefähr gleich dem Außendurchmesser des Rohres und einem Innendurchmesser ungefähr gleich dem Innendurchmesser des Endabschnitts nach dessen Verdickung bildet, wobei der Formhohlraum in Längsrichtung länger als der Endabschnitt (14) ist und am hinteren Ende (30) geschlossen und am vorderen Ende (32) offen ist, Einlegen des vorbestimmten Längsabschnitt des Rohres zur Gänze in den Formhohlraum (28), derart, daß das freie Ende des Längsabschnitts mit dem geschlossenen Ende (30) des Formhohlraums (28) zusammenwirkt, Bewegen des Stößels (22) über eine vorbestimmte Wegstrecke in Richtung des vorderen Endes des Formhohlraumes, um den vorbestimmten Längsabschnitt des Rohres und wenigstens einen Abschnitt des restlichen Rohres innerhalb des Formhohlraumes zu verformen und im wesentlichen den Formhohlraum zu füllen, wodurch die Wand des Endabschnitts (14) verdickt wird, und, wenn der Stößel in Richtung des vorderen Endes bewegt wird, Einbringen einer bestimmten Wärmemenge in den Formhohlraum von Stellen entlang der Länge und rings um die Innen- und Außenfläche des Formhohlraums, wobei sich diese Stellen vom geschlossenen Ende des Formhohlraums bis knapp zum vorderen Ende des Formhohlraums erstrecken,so dz eine Übergangszone (42) gebildet wird, wobei ein Abschnitt des restlichen Rohres innerhalb der Übergangszone angeordnet ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffrohr aus Polyvinylchlorid besteht und der Formhohlraum auf eine Temperatur zwischen ungefähr 265 0F und 325 0F Uber die Länge des Formhohlraumes angrenzend an die Heizstellen erwärmt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) feststehend angeordnet und der Stößel (22) in der Hülse verschiebbar angeordnet ist, wobei der Stößel (22) innerhalb der Hülse gleitet, wenn er in Richtung des Rohres bewegt wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) eine vorbestimmte Wegstrecke in Richtung des Rohres synchron mit dem Stößel zu dessen Unterstützung bewegt wird, um das Rohr innerhalb des Formhohlraums zu verformen und diesen im wesentlichen auszufüllen.
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