DE2915691C2 - Kunstharzrohr für Be- oder Entwässerungszwecke oder dgl. sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Kunstharzrohr für Be- oder Entwässerungszwecke oder dgl. sowie Verfahren zu seiner Herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Kunstharzrohr nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rohre nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 4.
Aus der CH-PS 4 86 309 ist ein Kunststoffrohr der eingangs genannten Art bekannt, das auf seiner Außenumfangsfläche ring- oder schraubenlinienförmig angeordnete Verstärkungsrippen aufweist und eine glatte Innenwand besitzt Ein solches Rohr ist wenig flexibel bzw. biegsam, so daß es ziemlich schwierig im Erdreich zu verlegen ist
Ferner beschreibt die US-PS 36 99 684 ein gewelltes Entwässerungsrohr aus Kunstharz mit einer Vielzahl schlitzartiger öffnungen, über welche das Wasser aus dem Erdreich zur Entwässerung in das Rohr eintreten oder aber im Rohr -geführtes Wasser in das Erdreich austreten kann. Gemäß dieser US-Patentschrift besitzt das Rohr eine gleichbleibende Wanddicke mit über seine Länge einander abwechselnden umlaufenden Schei- tel und Sohlenabschnitten.
Jeder Sohlen- bzw. Einschnürungsabschnitt ist mit einer Anzahl von um seinen Umfang herum auf gleiche Abstände verteilten Schlitzen versehen, die jeweils tangential zum Umfang dieses Abschnitts eingestochen
sind. Die Zahl dieser öffnungen ist jedoch klein, um die mechanische Festigkeit der gesamten Rohrkonstruktion nicht zu beeinträchtigen. Auch diese Rohrkonstruktion ist mit Mängeln behaftet Da die Innenfläche des Rohrs entsprechend den Scheitel- und Sohlenabschnitten der Außenfläche im Querschnitt eine zickzackförmige Gestalt besitzt, können sich kleine Steinchen, Erdreich und Schlamm, die zusammen mit dem Wasser in das Rohr eindringen, in den Vertiefungen entsprechend den Scheitelabschnitten an der Außenfläche absetzen und dadurch die Strömungsbedingungen beeinträchtigen, wodurch eine einwandfreie Arbeitsweise des Rohrs verhindert wird. Da zudem die Schlitze in den Vertiefungen oder Sohlehabschniiten tangential geformt sind, ist die Gesamtöffnungsfläche der öffnungen klein. Dies be deutet, daß ein radial äußerer Teil des Sohlenabschnitts irr Vergleich zur tatsächlichen Öffnungsfläche an der in Radialrichtung inneren Seite aufgrund des tangentialen Schlitzes eine größere Ausnehmung aufweist. Hierdurch wird aber die mechanische Festigkeit des Rohrs beeinträchtigt. Bei dieser Konstruktion kann das Rohr darüber hinaus unter Erhaltung der mechanischen Festigkeit keine hohe Biegsamkeit bieten. Dies bedeutet, daß sich das Rohr nicht leicht über seine Längen biegen läßt, so daß es ziemlich schwierig ist, das Rohr im Erd reich zu verlegen, und sich eine gekrümmte Verlegung des Rohrs als nahezu unmöglich erweist.
Weiterhin ist aus der DE-AS 15 00 593 eine Spritzvorrichtung zur Entzunderung von gewalzten Blechen bekannt, die einen stromoberseitig einer Spritzdüse angc- ordneten Filter in Gestalt einer einseitig geschlossenen Hülse hat, deren Wandung eine Reihe von Qucrschlitzen aufweist, um parallele, einander nahe benachbarte Filterstege zu bilden.
3 4
Schließlich beschreibt noch d/e DE-OS 25 44 190 ein schnitt an ihm entsteht Da das Vorkühlen in den Außen-
flexibles Bewässerungsrohr, dessen öffnungen für den flächenbereichen.des dünnen Wandteils schneller vor
Wasseraustritt mit ev. auch porösen Dichtringen verse- sich geht als an der Innenseite, wird der Außenflächen-
hen sind, die sich bei einem gewünschten vorgegebenen bereich härter als der Innenflächenteil, so daß sich der
Wasserdruck öffnen. 5 umlaufende Biegungsabschnitt nach innen wölbt und
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines sehr dabei dem Rohr erhöhte Biegsamkeit in Axialrichtung
flexiblen und damit.einfach vertegbaren Kunstharzrohrs verleiht
für Be- und Entwässerungszwecke o. dgl. sowie eines Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform
Verfahrens zu seiner Herstellung. der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es
Diese Aufgabe wird bei einem Kunststoffrohr nach ίο zeigt
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsge- F i g. 1 eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum Ex-
mäß durch die in dessen kennzeichnenden Teil enthafte- tradieren von Kunstharz zur Herstellung des crfin-
nen Merkmale geiöst Das Verfahren zur Herstellung dungsgemäßen Rohrs,
dieses Kunstharzrohres ist im Patentanspruch 4 ange- F i g. 2 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische
geben. 15 Darstellung des erfindungsgemäßen Rohrs,
Das erfindungsgemäße Rohr eignet sich speziell für F i g. 3 eine schematische Darstellung der zur Durch-
Bodenentwässerung, industrielle Wasserabfuhr- bzw. führung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienenden
Entwässerungszwecke sowie für Bewässerung zum Gesamtanlage mit zwei mit verschiedenen Umfangsge-
Zweck der Wasserversickerung oder Bodenverbesse- schwindigkeiten umlaufenden Rollensätzen und
rungen, da es sehr flexibel und damit leicht zu verlegen 20 F i g. 4 eine F i g. 2 ähnelnde DarsteLVig, welche das
ist Es hat außerdem eine ungefähr zylindrische Innen- ernndungsgemäße Rohr nach der axialen Kompression
fläche, so daß es ausgezeichnete StrömungsbeiAngun- zeigt
gen gewährleistet Es kann eine praktisch beliebige An- F i g. 1 veranschaulicht beispielhaft eine Vorrichtung zahl von Perforationen besitzen und dabei aber eine 4 zur Herstellung des erfindungsgemäßen Rohrs, bei hohe mechanische Festigkeit bieten. 25 welcher eH feststehender Spritz-Formteil 5 mit einer Das erfindungsgemäße Rohr weist aufeinanderfol- zentralen Extrudieröffnung oder -bohrung 8 mit Hilfe gende dicke und dünne umlaufende Wandbereiche auf. von Schrauben 10 in einem Formteil- bzw. Spritzform-Jeder umlaufende dicke Wandteil erweitert sich in Ra- halter 9 befestigt ist Ein bewegbarer Spritz-Formteil 6 dialrichtung auswärts unter Festlegung einer im wesent- ist an den Enden von Achsen oder Stangen. 12 befestigt, liehen zylindrischen Innenumfangsfläche des Rohrs, so 30 deren andere Enden mit einem Kolben 11 einer nicht daß er dem Rohr mechanische Festigkeit gegen dynami- dargestellten Kolbenantriebsmaschine verbunden sind sehen Druck verieihi. jeder umlaufende dünne Wanckeii Die Stangen 12 durchsetzen den Formteilhalter 9 mit verleiht dem Rohr dagegen Flexibilität bzw. Hegsam- Schiebesitz, so daß der bewegliche Formteil 6 im Innenkeit, und er ist mit einer Anzahl von öffnungen oder raum eines Kerns 13 bei Betätigung des Kolbens 1 lot-Perforationen zur Wasseraufnahme und zur Ermögli- 35 recht hin-und hergehend bewegbar ist
chung eines Wasseraustritts versehen. Außerdem ist je- Zwischen dem unteren Umfangsendabschnitt des beder dünnwandige Teil mit einem umlaufenden, nach in- weglichen Formteils 6 und einer Arbeits- oder Formflänen gewölbten Bereich versehen, welcher die Flexibili- ehe P des feststehenden Formteils 5 ist ein Arbeits- l?zw. μ tat bzw. Biegsamkeit des Rohrs begünstigt Formraum S festgelegt, dessen lotrechte Weite entspre- ύ Beim Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemä- 40 chend der lotrechten Verschiebung des Formteils 6 va- U Ben Rohrs wird die axiale Weite eines ringförmigen riabel ist. Von einem Extruder 18 geliefertes geschmollt Formraums zwischen einem feststehenden und einem zenes Kunstharz wird über einen entsprechenden Kanal f$ beweglichen Spritz-Formteil oder -werkzeug einer Ex- 14in die Extrudieröfftmng 8 eingeleitet. Die radiale Brei-S trudiervorrichtung periodisch variiert, so daß kontinu- te bzw. Dicke eines extrudierten Rohrs ändert sich mit- <:'■ ierlich aufeinanderfolgende dicke und dünne Wandbe- 45 hin in Abhängigkeit von der Weite des Formraums 5.
;;. reiche entstehen. Bei Erweiterung der axialen Weite An der Außenumfangsfläche des unteren Endab- oder Breite dieses Formraums wird der umlaufende dik- Schnitts des bewegbaren Formteils 6 sind mehrere Vor- - ke Wandteil (Ringrippe) extrudiert, während bei Ver- sprünge 7 in passenden gegenseitigen Abständen so an-.' kleinerung dieser axialen breite der dünne Wandteil geordnet, daß sie der Formfläche P des feststehenden f\ (biegsamer Abschnitt) entsteht Beim Extrudieren der 50 Formteils 5 zugewandt sind. Wahlweise können diese *! dünnen Wandteile liegen die beiden Formteile stellen- Vorsprünge auch an der Arbeits- bzw. Formfläche P weise aneinander an, so daß die Perforationen entste- oder abwechselnd am beweglichen Formteil 6 und an hen. Unmittelbar nach dem Extrudieren wird die Au- der FoiiiifMche P vorgesehen und bei der Bewegung ßenfläche des Rohrs mittels eines Sprühstrahls oder -ne- des Formteils 6 gegeneinander geführt werden,
bels gekühlt, während zur Kühlung der Innenfläche des 55 Wenn sich der bewegliche Formteil 6 in der tiefsten Rohrs Druckluft in dieses eingeblasen wird. Im Inneren Stellung befindet, in welcher der Formraum 5 am engdes Rohrs befindet sich dabei ein Kalibrierwerkzeug, sten ist, legen sich die Vorsprünge 7 an die Formfläche P welches die lichte Weite des extrudierten Rohrs be- des festen Formteile 5 an, so daß sie an den betreffenden stimmt. Da hierbei die Druckluft in den engen Zwi- Stellen den Kunstharzstrom teilweise blockieren und sehenraum zwischen dem Kalibrierwerkzeug und dem 60 mithin in den dünnwandigen Bereichen 2 des extrudierextrudierten Rohr einströmt, wird das Abziehen des ten Rohrs A mehrere Perforationen 3 (F i g. 2) entsiehen Rohrs wesentlich erleichtert. Danach wird das vorge- lassen.
kühlte Rohr durch zwei Rollensätze geführt, von denen Wenn sich der bewegliche Formteil 6 in der hochge-
sich der zweite mit niedrigerer Umfangsgeschwindig- fahrenen Stellung befit.det, in welcher der Formraum S
keit dreht als der erste, so daß der mechanisch schwä- 65 erweitert ist, wird das geschmolzene Kunstharz über die
chere Abschnitt, d. h. der φ'ίηηε Wandteil einer Korn- Extrudieröffnung 8 unter Bildung eines umlaufenden,
pressionskraft in Axialrichtung unterworfen wird und dickwandigen Abschnitts 1 (Ringrippe) abwärts extru-
dadurch der umlaufende, nach innen gewölbte Ab- diert. Wenn sodann der Formteil 6 unter Verkleinerung
der Weite des Formraums oder -spalts S nach unten geführt wird und sich die Vorsprünge 7 an die Formfläche P anlegen, werden gleichzeitig mit der Formung des umlaufenden dünnwandigen Abschnitts 2 die Perforationen 3 in diesem Abschnitt ausgebildet. Aufgrund der s periodischen Hin- und Herbewegung des mit dem Kolben 11 verbundenen Formteils 6 werden die dick- und die dünnwandigen Abschnitte mit den Perforationen aufeinanderfolgend und kontinuierlich mit einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand bzw. einer vorbe- stimmten Längsverteilung geformt.
Nach dem Extrudieren des Rohrs wird dieses an seiner Außenumfangsfläche auf die durch die Pfeile angedeutete Weise mittels eines Sprühstrahls oder -nebeis vorgekühlt. Die Vorkühlung der Innenfläche erfolgt an- is dererseits mit Hilfe von Druckluft, die über einen Luftkanal 34 zugeführt wird und einen Kanal oder Durchgang 32 in einem Kaübrierwerkzeug Ϊ? durchströmt, das sich im Inneren des extrudieren Rohrs befindet. Aus einem zwischen der Extrudiervorrichtung 4 und dem Kalibrierwerkzeug 33 festgelegten Raum 31 tritt die Druckluft in einen engen Zwischenraum zwischen dem Rohr und dem Kalibrierwerkzeug ein, wodurch ein leichtes Abziehen des Rohrs ermöglicht wird. Gleichzeitig dient die die Innenfläche des extrudieren Rohrs be- 2s aufschlagende Druckluft zur Steuerung der Größe der Perforationen. Die durch die Vorsprünge 7 gebildeten Perforationen besitzen unmittelbar nach dem Extrudieren eine schlitzartige Form, und sie werden durch die Druckluft in eine ungefähr elliptische Form gebracht.
Das Kalibrierwerkzeug 33 ist koaxial zur Extrudieröffnung 8 angeordnet, so daß es das extrudierte Rohr an der Innenfläche kalibriert In Fig.2 ist das auf diese Weise hergestellte Rohr A mit aufeinanderfolgenden dicken und dünnen Wandbereichen 1 bzw. 2 und Perforationen 3 dargestellt
F i g. 3 veranschaulicht schematisch die gesamte, bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte Anlage. Nach dem Vorkühlen und Kalibrieren wird das Rohr durch mit unterschiedlicher Um- fangsgeschwindigkeit umlaufende Rollen 15 in Form zweier Rollensätze 16 und 17 geführt wobei das Rohr zunächst den Rollensatz 16 und dann den Rollensatz 17 durchläuft Die Umfangsgeschwindigkeit des ersten Rollensatzes 16 ist höher eingestellt als diejenige des zweiten Rollensatzes 17, so daß das extrudierte Rohr zwischen den beiden Rollensätzen einer axialen Stauchoder Kompressionskraft unterworfen wird. Da der dickwandige Ringrippenteil 1 genügend mechanische Festigkeit besitzt uni der Stauch- oder Kompressionskraft widerstehen zu können, wird der dünnwandige Bereich 2 unter Formung eines umlaufenden Biegungsabschnitts 20 durch die Kompressionskraft verformt Dabei ist die Außenfläche des dünnwandigen Bereichs mittels Wassers ausreichend vorgekühlt worden, während die In- nenfläche aufgrund der Verwendung von Druckluft und fehlender Einwirkung der Umgebungsluft nicht genügend vorgekühlt ist so daß der Außenflächenbereich härter ist als der Innenflächenbereich. Infolgedessen wölbt sich der Biegungsabschnitt 20 gemäß F i g. 4 ra- eo dial nach innen, wodurch die Biegsamkeit des Rohrs in Axialrichtung weiter verbessert wird.
Hierbei ist zu beachten, daß die dünnwandigen Bereiche zwar für sich dem Rohr Biegsamkeit in Axial- oder Längsrichtung verleihen, die umlaufenden Biegungsabschnitte 20 jedoch die Biegungseigenschaften des Rohrs Λ'weiter verbessern, weil sie sich nicht radial nach außen, sondern nach innen wölben.
Das Rohr wird sodann in einem Wasserbecken 36 (vgl. die Klammer 44), in welchem ein dritter, durch einen Motor mit konstanter Drehzahl angetriebener Rollensatz 35 angeordnet ist, weiter abgekühlt und dabei zum Erstarren gebracht. Das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis zwischen erstem, zweitem und drittem Rollensatz beträgt z. B. 10 :8 :9.
Das am erstarrten bzw. verfestigten Rohr haftende Wasser wird dann durch eine Unterdruckeinrichtung 37 entfernt, und das Rohr selbst wird durch eine mit konstanter Drehzahl angetriebene Abzieheinrichtung 38 abgezogen und weitergefördert. Die Länge des Rohrs wird hierauf gemessen (vgl. die Klammer 39), wonach das Rohr auf Länge geschnitten (vgl. die Klammer 40) und schließlich das abgeschnittene Rohrstück auf eine durch einen Schaltmotor angetriebene Haspeleinrichtung 41 aufgerollt wird.
Bei Verwendung dieses Rohrs als Untergrund-Entwässerungsrohr wird das Rohr von der Trommel abgezogen und in einem Graben o. dgl. verlegt. Bei Anbau eines Grabenziehgeräts und einer Trommelabspulcinrichtung an z. B. einer landwirtschaftlichen Zugmaschine kann das Rohrlegen gleichzeitig mit dem Grabenausheben erfolgen.
Unabhängig von der ausgezeichneten Biegsamkeit des erfir.dungsgemäßen Rohrs können seine dickwandigen Bereiche Druckkräfte in allen Richtungen aufnehmen, so daß eine Verformung des Rohrs verhindert wird. Weiterhin begünstigen die in den dünnwandigen Bereichen ausgebildeten Perforationen die Biegsamkeit dieser Bereiche und somit des gesamten Rohrs, wobei die umlaufenden, nach innen gewölbten Biegungsabschnitte die Biegsamkeit weiter verbessern, so daß das Rohr ohne weiteres mit Krümmung verlegbar ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Kunstharzrohr für Be- oder Entwässerungszwecke oder dgl, mit radial erweiterten und nach außen ragenden bzw. gewölbten, umlaufenden Bereichen (1) und mit umlaufenden, flexiblen dünnwandigen Bereichen (2), wobei beide Bereiche (1,2) aufeinanderfolgend bzw. einander abwechselnd über die Länge des Rohrs (A) verteilt sind und in den dünnwandigen Bereichen (2) Perforationen (3) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die radial erweiterten Bereiche (1) dickwandig ausgebildet sind.
2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem dünnwandigen Bereich (2) ein umlaufender radial nach innen gewölbter Biegungsabschnitt (20) ausgebildet ist
3. Rohr ca^h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Innenfläche im wesentlichen zylindrisch ist
4. Verfahren zur Herstellung eines Kunstharzrohrs nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem zwischen einem feststehenden Spritz-Formteil und einem bewegten Spritz-Formteil ein Arbeits- oder Formraum gebildet wird, und bei dem geschmolzenes Kunstharz in den Formraum eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der periodisch hin und her bewegbare Formteil (6) zur Vergrößerung der Weite des Formraums und zum Extrudieren eines umlaufenden dickwandigen Bereichs (1) des Rohrs M in eine erste Stellung hochgefahren wird, in der die beiden Formteile weiter voneinander entfernt sind, daß der bewegbar Formteil (6) sodann zur Verkleinerung der Formraumweite und zum Extrudieren eines umlaufenden dünnwandigen Bereichs (2) in eine zweite Stellung abgesenkt wird, in der die beiden Formteile näher beisammen sind, daß am bewegbaren Formteil (6) vorgesehene Elemente (7) in Anlage gegen den feststehenden Formteil (5) gebracht werden, um in den dünnwandigen Bereichen eine Anzahl von Perforationen (3) auszubilden, und daß die drei letztgenannten Verfahrensschritte fortlaufend wiederholt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das extrudierte Rohr (A) unmittelbar nach dem Extrudieren vorgekühlt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorkühlen durch Aufsprühen eines Sprühstrahls oder -nebeis auf die Außenfläche des extrudieren Rohrs (A) und durch gleichzeitige Beaufschlagung seiner Innenfläche mit Druckluft erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des extrudieren Rohrs (A) während des Vorkühlvorgangs kalibriert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das extrudierte Rohr (A) nach dem Vorkühlen und Kalibrieren in Axialrichtung zusammengedrückt bzw. gestaucht wird und dabei die nach innen gewölbten, umlaufenden Biegungsabschnitte (20) an den dünnwandigen Bereichen (2) ausgebildet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammendrücken bzw. Stauchen des Rohrs (A) mit Hilfe zweier Rollensätze (16, 17) erfolgt, von denen sich der dem zweiten Rollensatz (17) in Bewegungsrichtung des Rohrs (A) vorgeschaltete erste Rollensatz (16) mit höherer Umfangsgeschwindigkeitdreht als der zweite Rollensatz (17). 10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Perforationen (3) durch die beim Vorkühlen in das Rohr (A) eingeleitete Druckluft gesteuert wird.
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