DE2914457C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rohren oder Rinnen aus Polyamid - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rohren oder Rinnen aus PolyamidInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rohren oder Rinnen aus Polyamid, bei welchem das
flüssige Ausgangsmaterial des Kunststoffs durch einen Schleudervorgang in Umfangsrichtung längs den Wänden
einer Drehform verteilt und dabei polymerisiert wird.
Die Herstellung von Schleudergußstücken aus Polyamid ist bereits seit langem bekannt, wie bspw. aus
»Kunststoff-Taschenbuch« 17. Ausgabe, l967,Seite 151.
hervorgeht.
Bekannt ist es, bspw. durch die Zeitschrift »Kunststoffe« 68 (5978). Heft 10. Seiten 642 bis 644, aber auch
schon. Rohre aus Polyamid beim Bau von Rohrleitungen für den Feststoff-Transport, z. B. zur Hydroförderung
von Kohle oder Erz in Bergbaubetrieben, einzusetzen. Damit diese Kunststoffrohre auch nach einer bestimmten
Verschleißrate noch eine ausreichende Zeitstandfestigkeit behalten, werden sie mit einer entsprechenden
großen Wanddicke, bspw. von mehr als 16 mm bei einem Außendurchmesser von 250 mm, hergestellt, die
ίο sich über ihren gesamten Umfang hinweg erstreckt, obwohl
der ihre Zeitstandfestigkeit beeinträchtigende Abrieb nur an der Rohrsohle, also auf einem verhältnismäßig
begrenzten Umfangsabsehnitt, auftritt. Da als durch den Abrieb verursachte Verschleißrate im Bereich der
Rohrsohle etwa 40 bis 45% der Ausgangs-Wanddicke zn berücksichtigen sind, ergibt sich der erhebliche
Nachteil einer unnötig hohen Materialverschwendung, weil nämlich der nicht dem Abrieb unterworfene — von
der Rohrsohle entfernte — Umfangsbereich der Rohre gegenüber dem tatsächlichen Verschleißbereich eine
Überdimensionierung der Wanddicke zwischen 55 und 60% aufweist.
Durch die DD-PS 9 384 und die DE-OS 28 04 730 gehören
bereits Leitungsrohre für die Förderung von abrasiven Medien, bspw. von Kohle oder Erz in Bergbaubetrieben,
zum Stand der Technik, deren Wand im jeweiligen Verschleißbereich eine größere Stärke aufweist
als im übrigen Wandungsbereich. In beiden Fällen sind dabei die Rohre in Schweißkonstruktion aus Metall
jo gefertigt. Während nach der DE-PS 9 384 zwei im Querschnitt halbkreisförmige Schalenhälften mittels zweier
Längsnähte verbunden sind und die der Verschleißzone des Rohres zugeordnete Schalenhälfte insgesamt eine
größere Wandstärke aufweist und/oder aus verschleiß-
J5 festerem Werkstoff als die der Verschleißzone gegenüberliegende
Schalenhälfte besteht, ist das Rohr nach der DE-OS 28 04 730 aus Bandmaterial gebogen, das
eine von seiner Längsmitte aus symmetrisch zu den beiden Längsrändern hin stetig abnehmende Wanddicke
aufweist und an den Längsrändern durch eine einzige Schweißnaht zum geschlossenen Rohrquerschnitt verbunden
ist.
Diese bekannten Metallrohre haben zwar den Vorteil einer optimalen Werkstoffausnutzung, weil nur ihre im
Verschleißbereich liegenden Wandungsabschnitte eine auf die Verschleißrate abgestimmte Wanddicke aufweisen.
Der Herstellungsaufwand für solche Rohre ist jedoch trotzdem noch beträchtlich, und zwar deshalb, weil
entweder zwei Bandmaterialabschnitte unterschiedlieher Dicke nach getrennter Biegeverformung zu HaIb-TChalen
durch zwei Längs-Schweißnähte verbunden werden müssen oder aber ein als Profil gewalztes Bandmaterial
erforderlich ist, das nach Biegeverformung zum Rohrquerschnitt die Anbringung einer Längs-Schweißnaht
erfordert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Rohren und/oder Rinnen
aus Polyamid der gattiingsgemäßen Art sowie auch eine
Vorrichtung zu seiner Durchführung anzugeben, bei welchem bzw. mit welcher es auf einfache Art und Weise
ermöglicht wird, deren Wanddicke den unterschiedlichen Beanspruchungen in den verschiedenen Quer=
schnittszonen optimal anzupassen und dabei auch nach einer bestimmten Verschleißrate in der am stärksten
b5 beanspruchten Querschnittszone noch eine ausreichende
Zeitstandfestigkeit der Rohre zu gewährleisten.
Ausgehend vcn einem Verfahren zur Herstellung von
Rohren und/oder Rinnen aus Polyamid, bei welchem
das flüssige Ausgangsmateria! des Kunststoffs, z. B. Caprolactam
für Polyamid 6 oder Laurinlactam für Polyamid 12 zuzüglich Katalysatoren, durch einen Schleudervorgang
in Umfangsrichiung längs den Wänden einer Drehform verteilt und dabei polymerisiert wird, wird
dieses Ziel erfindungsgemäß nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 dadurch erreicht, daß durch periodisch ungleichförmige
Verteilung des flüssigen Ausgangsmaterials in Umfangsrichtung längs den Wänden der Drehform
in verschiedenen Umfangsbereichen unterschiedliche
Wanddicken ausgebildet und anschließend polymerisiert werden.
Hierbei ist es dann möglich, das gemäß Anspruch 2 das flüssige Ausgangsmaterial des Kunststoffs durch
den Schleudervorgang kreisexzentrisch zur Rotationsachse in der Drehform verteilt wird. Alternativ kann
nach Anspruch 3 aber auch das flüssige Ausgangsmaterial des Kunststoffs durch den Schleudervorgang elliptisch
oder langrund-exzentrisch zur Rotationsachse in Umfangsrichtung der Drehform verteilt werden.
tür aufweisenden Drehform gemäß Anspruch 8 auf der Ebene der kurzen Querschnittsachse mit in Formlängsrichtung
verlaufenden Rippen zu versehen. Durch diese Rippen können dann beim Schleudervorgang die Trennstellen
im Rohr zur Bildung der beiden Rinnen direkt gebildet, zumindest aber vormarkiert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigt
ίο Fig. 1 in räumlicher Ansichtsdarstellung eine erste
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Polyamidrohres.
Fig.2 ebenfalls in einer räumlichen Ansichtsdarstellung
eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Polyamidrohres,
Fig.3 wiederum in räumlicher Darstellung eine durch Längstrennung des Polyamidrohres nach Fig. 2
gebildete erfindungsgemäße Polyamidrinne.
F i g. 4 im Querschnitt eine in eine Schleudermaschine
einsetzbare sowie auf Polymerisat'.· ristemperatur er-
hauptsächlich waagerecht zu verlegende ftohre mit
kreisförmig geschlossenem Irinenquerschnitt fertigen lassen, eignet sich die zweite Verfahrensart besonders
dann zum Einsatz, wenn nach oben offene Rinnen für wenig geneigte Verlegung geschaffen werden sollen.
Hierbei wird ebenfalls zunächst ein in Umfangsrichtung geschlossener Rohrformling gebildet und dieser dann in
zwei gleiche Hälften längsgeteilt.
Verfahrenstechnisch vorteilhaft ist in beiden Fällen, daß in bestimmten Längenbereichen der Rohre oder
Rinnen durch entsprechende Ausgestaltung der Drehform in Umfangsrichtung verlaufende Außenprofilierungen
angeformt werden können, wie sie bspw. zur Bildung von Stützauflagen oder Verbindungsteilen sinnvoll
sind.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen Verfahrens mit einer
durch eine Schleudermaschine antreibbaren Drehform zeichnet sich, nach Anspruch 4 erfindungsgemäß in besonders
vorteilhafter Weise dadurch aus. daß die Drehform mit einer zur Rotationsachse unsymmetrischen
Formwandung versehen ist, in der das flüssige Ausgangsmaterial des Kunststoffs unter Polymerisationstemperatur ausformbar ist.
Eine solciie Vorrichtung zur Herstellung von Rohren
mit runder Innen- und Außenkontur zeichnet sich gemäß Anspruch 5 in vorteilhafter Weise dadurch aus, daß
die Formwandung der Drehform kreisexzentrisch zu deren Rotationsachse ausgebildet ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung wird nach Anspruch 6 noch in der Anwendung eines hydraulischen
oder mechanischen Auswuchtsystems gesehen, das einen dem fortschreitenden Füllstand der Form angepaßten
Gewichtsausgleich bewirken kann.
Eine Vorrichtung zur Herstellung von Rinnen zeichnet sich gemäß Anspruch 7 in besonders vorteilhafter
Weise dadurch aus, daß die Formwandung der Drehform eine elliptische oder langrunde Kontur hat, bei der
der Schnittpunkt zwischen der langen Querschnittsachse und der kurzen Querschnittsachse mit der Rotationsachse
derselben zusammenfällt. Ein in einer solchen Drehform geschleudertes Rohr mit elliptischer oder
langrunder Außenkontur und kreisförmiger Innenkontur kann dann, jewe'ls im Bereich der geringsten Wandstärke,
durch zwei Trennschnitte in zwei gleichförmige Rinnen unterteilt werde!:. Möglich ist es aber auch, die
Formwandung der eine elliptische oder langrunde Kondrohres nach F i g. 1, wahrend
F i g. 5 im Querschnitt eine in eine Schleudermaschine einsetzbare und auch auf Polymerisationstemperatur
erhitzbare Drehform zur Herstellung von Polyamidrohren nach F i g. 2 wiedergibt.
Die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Rohre 1 bzw. 2 und die aus Fig.3 ersichtliche Rinne 3 bestehen aus
Polyamid und finden hauptsächlich Verwendung bei der Hydroförderung von Feststoffen, insbesondere Kohle
oder Erzen, beispielsweise in Bergwerksbetrieben oder in Kiesgruben. Hierbei werden die Rohre 1 und 2 bzw.
die Rinnen 3 im wesentlicher, horizontal liegend eingebaut, so daß ihre Wände hauptsächlich im flurnahen
Bereich 4 durch die sich darüber bewegenden Feststoffe einem hohen- Verschleiß ausgesetzt sind. Hingegen unterliegen
die sich an den flurnahen Bereichen 4 anschließenden Rohr- und Rinnen-Wandungsteile 5 einrr wesentlich
geringeren Verschleißbeanspruchung.
Die aus den F i g. 1 und 2 ersichtlichen Polyamidrohre 1 u>
d 2 bzw. die in F i g. 3 gezeigte Polyamidrinne 3 sind deshalb so ausgelegt, daß ihr flurnaher Bereich 4 eine
wesentlich größere, beispielsweise mindestens die doppelte Wanddicke aufweist als die daran anschließenden
Wandungsteile 5.
Beim Rohr 1 nach Fig. 1 wird dies dadurch erreicht,
daß dieses eine kreisförmige Außenkontur 6 und eine ebenfalls kreisförmige Innenkontur 7 aufweist, wobei
aber die Längsachse 8 der Außenkontur 6 exzentrisch zur Längsachse 9 der Innenkontur 7 verläuft.
Aufgrund der Exzentrizität 10 zwischen den Längsachsen B und 9 der im Durchmesser größeren Außenkontur
und der im Durchmesser kleineren Innenkontur ergibt sich dann im flurnahen Bereich 4 des Rohres 1.
weicher der hohen Verschleißbeanspruchung durch das Geschiebe unterliegt, die wesentlich höhere Wanddicke
als in den anschließenden Wandungsteilen 5.
Das Rohr 2 nach Fig. 2 weist eine elliptische bzw.
langrunde Außenkontur 11 auf, die durch eine lange Querschnittsachse 12 und eine kurze Querschnittsachse
13 bestimmt ist. Ferner hat es eine kreisförmige Innenkontur 14. Die kreisförmige Innenkontur 14 ist innerhalb
der elliptischen bzw. langrunden Außenkontur Il so ausgebildet, daß ihre Längsachse 15 mit dem Kreu-
b5 zungspunkt zwischeii der langen Querschnittsachse 12
und der kurzen Querschnittsachse 13 der Außenkontur U zusammenfällt. Hierdurch erhält das Rohr 2 jeweils
zwei sich in Richtung der Querschnittsachse 12 gegen-
überliegende Wandungsbereiche großer Dicke und ebenfalls zv/ei sich auf der Querschnittsachse 13 gegenüberliegende
Wandungsbereiche geringer Dicke. Ein Vorteil dieses Rohres 2 gegenüber dem Rohr I nach
F i g. I liegt darin, daß es etwa die doppelte Lebensdauer erreichen kann, weils es nämlich nach dem Verschleiß
des einen flurnahen Bereiches 4 lediglich um 180° um
seine Längsachse 15 gedreht zu werden braucht, und damit der gegenüberliegende Wandungsbercich großer
Dicke den flurnahen Bereich bilden kann.
Das Rohr 2 nach F i g. 2 hat aber gegenüber dem Rohr 1 nach Fig. I noch den weiteren Vorteil, daß aus
ihm im Bedarfsfälle zwei Rinnen 3 gefertigt werden können, wie eine in Fig.3 dargestellt ist. Zu diesem
Zweck braucht das Rohr 2 lediglich entlang der beiden in F i g. 2 angedeuteten Kerblinien 16 in Längsrichtung
aufgetrennt zu werden.
Die PolyamiJrohre 1 und 2 nach den F i g. I und 2 werden aus flüssigem Ausgangsmaterial, beispielsweise
Caprolactam für Polyamid 6 oder Laurintactam für Polyamid
12 zuzüglich Katalysatoren durch einen Schleudervorgang hergestellt. Und zwar wird durch diesen das
flüssige Ausgangsmaterial periodisch ungleichförmig in Umfangsrichtung längs den Wänden einer Drehform
verteilt und dabei unter Polymerisationstemperatur von beispielsweise 438= K (165° C) mit dieser Verteilung entsprechender
unterschiedlicher Wanddicke polymerisiert.
Bei der Herstellung des in F i g. 1 dargestellten Rohres 1 mit kreisexzentrisch zueinander angeordneter Au- jo
Denkontur 6 und Inn.nkontur 7 wird zur Durchführung des Schleudervorgangs die in F i g. 4 in rein schematischer
Schnittdarstellung angedeutete Drehform 17 benutzt. Die Rotationsachse 18 dieser Drehform 17 ist
dabei exzentrisch zur Längsachse 19 der in der Drehform 17 ausgebildeten Innenkontur 20 angeordnet, so
daß sich eine Rotation der Drehform 17 exzentrisch zur
uicäcr Züf iärigSSCiiSC
nrnciiiCumür w cigiLji. Äüigfüuu uicäcr Züf i^ä
19 der Innenkontur 20 exzentrischen Rotation der Drehform 17 um die Achse 18 ergibt sich eine periodisch
ungleichförmige Massenverteilung des Ausgangsmaterials längs der Innenkontur 20, wie das in Fig.4 durch
die strichpunktierte Linie angedeutet ist. In dieser periodisch ungleichförmigen Massenverteilung findet dann
unter der Einwirkung der Polymerisationstemperatur die Polymerisation des Caprolactam oder des Laurinlactam
zuzüglich Katalysatoren zu einem Rohr 1 mit kreisexzentrischer Querschnittsform statt.
Damit ein ruhiger Umlauf der Drehform 17 während des Betriebs der Schleudermaschine gewährleistet ist,
muß zunächst die Drehform 17 statisch ausgewuchtet werden. Das kann z. B. durch an deren Außenumfang
angebrachte Auswuchtgewichte 21 geschehen. Während des Füllens der Form 17 muß zur Vermeidung
einer Unwucht durch ein hydraulisches oder mechanisches Auswuchtsystem für einen dem fortschreitenden
Füllstand angepaßten Gewichtsausgleich gesorgt werden.
Zur Herstellung eines Polyamidrohres 2, wie es in F i g. 2 angedeutet ist, und welches jeweils in zwei Rirvnen
3 nach Fig.3 unterteilt werden kann, dient eine
Drehform 22, wie sie in F i g. 5 gezeigt wird.
Diese Drehform 22 hat eine im Querschnitt elliptische bzw. langrunde Innenkontur 23, weiche durch die lange
Querschnittsachse 24 und die kurze Querschnittsachse 25 ucSÜfniTii WiFu.
Der Kreuzungspunkt zwischen den beiden Querschnittsachsen 24 und 25 fällt dabei mit der Rotationsachse
26 der Drehform 22 zusammen.
Das während der Rotation der Drehform um die Achse 26 in diese eingefüllte flüssige Ausgangsmaterial verteilt
sich aufgrund der auf es einwirkenden Fliehkraft periodisch ungleichförmig innerhalb der Drehform 22,
wobei sich eine Massenverteilung ergibt, wie sie durch die strichpunktierte Linie in F i g. 5 angedeutet ist. Unter
der Wirkung der in der Drehform 22 herrschenden Polymerisationstemperatur
verfestigt sich das Ausgangsmaterial in der entsprechenden Massenverteilung zu dem außen eine langrunde Kontur 11, innen jedoch eine
kreisförmige Kontur 14 aufweisenden Polyamidrohr 2 nach Fig. 2. Dieses läßt sich dann im Bedarfsfalle durch
Anbringen zweier längs verlaufender Trennschnitte in zwei Rinnen 3 gemäß Fig.3 unterteilen. Damit die
Trennebene für das Polyamklrohr 2 von vornherein bestimm! ist, können in der Drehform 22 beispielsweise
keilquerschnittförmige Längsleisten 27 vorgesehen werden, welche die Kerbnuten 16 nach Fig. 2 ausformen.
Gegebenenfalls ist es aber auch möglich, die Längsleisten 27 in ihrer Dicke so zu bemessen, daß sogleich
durch den Schleudervorgang innerhalb der Drehform 27 zwei voneinander getrennte Rinnen 3 nach
Fi g. 3 entstehen.
Ein wichtiges Kriterium liegt bei der Fertigung der Polyamidrohre nach dem Schleuderverfahren darin, daß
sich die Wandstärken derselben bei gegebener Außenkontur besonders einfach variieren läßt, indem nämlich
die Meng«.· des in die Drehform 22 eingegebenen flüssigen
Ausgangsmaterials entsprechend unterschiedlich dosiert wird.
Im Sinne der Erfindung kann die Außenkontur z. B.
auch einen mehreckigen Querschnitt aufweisen. Besonders vorteilhaft ist es. wenn außenseitig Flächen. Füße
oder dergleichen angeformt sind, die das Verlegen der Rohre und Rinnen erleichtern und dabei sicherstellen,
daß die Rohr- oder Rinnenwandungsteile größerer Stärke sich in Flisrnähe befinden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von Rohren und/
oder Rinnen aus Polyamid, bei welchem das flüssige Ausgangsmaterial des Kunststoffs durch einen
Schleudervorgang in Umfangsrichtung längs den Wänden einer Drehform verteilt und dabei polymerisiert
wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch periodisch ungleichförmige Verteilung des
flüssigen Ausgangsmaterials in Umfangsrichtung längs den Wänden der Drehform in verschiedenen
Umfangsbereichen unterschiedliche Wanddicken ausgebildet und polymerisiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß das flüssige Ausgangsmaterial des Kunststoffs durch den Schleudervorgang kreisexzentrisch
zur Rotationsachse (18) in der Drehform (17) verteilt wird.
3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Ausgangsmaterial des
Kunststoffs cJSptisch — oder langrund-exzentrisch
zur Rotationsachse in Umfangsrichtung der Drehform (22) verteilt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer durch
eine Schleudermaschine antreibbaren Drehform, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehform (17 bzw.
22) mit einer zur Rotationsachse (18 bzw. 26) unsymmetrischen Formwandung versehen ist
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, zur Herstellung von Rohren mit runder Innen- und Außenkontur,
dadurch gekennzeichnet, daß die Formwandung der Drehform (17) kreisexzeqtrisch u deren Rotationsachse
(18)ausgebildet ist (F i g. 4).
6. Vorrichtung nach Anspruch "-, gekennzeichnet
durch ein einen dem fortschreitenden Füllstand der Form (17) angepaßten Gewichtsausgleich bewirkendes
hydraulisches oder mechanisches Auswuchtsystem.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, zur Herstellung von Rohren und/oder Rinnen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Formwandung der Drehform (22) eine elliptische oder langrunde Kontur hat, bei der der
Schnittpunkt zwischen der langen Querschnittsachse (24) und der kurzen Querschnittsachse (25) mit
der Rotationsachse (26) derselben zusammenfällt (F ig. 5).
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Formwandung der
Drehform (22) auf der Ebene der kurzen Querschnittsachse (25) in Formlängsrichtung verlaufende
Rippen (27) hat (F ig. 5).
Priority Applications (1)
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DE2914457A DE2914457C2 (de) | 1979-04-10 | 1979-04-10 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rohren oder Rinnen aus Polyamid |
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DE2914457A DE2914457C2 (de) | 1979-04-10 | 1979-04-10 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rohren oder Rinnen aus Polyamid |
Publications (2)
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DE2914457A1 DE2914457A1 (de) | 1980-10-16 |
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DE (1) | DE2914457C2 (de) |
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1979
- 1979-04-10 DE DE2914457A patent/DE2914457C2/de not_active Expired
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