DE3136130A1 - Verfahren zur herstellung eines rohrs mit eingesetztem boden aus thermoplastischem material - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines rohrs mit eingesetztem boden aus thermoplastischem material

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DE3136130A1 DE19813136130 DE3136130A DE3136130A1 DE 3136130 A1 DE3136130 A1 DE 3136130A1 DE 19813136130 DE19813136130 DE 19813136130 DE 3136130 A DE3136130 A DE 3136130A DE 3136130 A1 DE3136130 A1 DE 3136130A1
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Description

ό ί JbI JU
MARKETUBE S.C.O.Po SA - 4 -
Die Erfindung betrifft ein Verahren zur Herstellung eines Rohrs mit eingesetztem Boden aus thermoplastischem Material ausgehend von einer extrudierten rohrförmigen Hülse und einem Boden in der Form eines Plättchens mit insbesondere einer ebenen oder gekrümmten Oberfläche»
Es ist besonders vorteilhaft, Tuben aus durch Wärmeeinwirkung schmelzbarem Material dadurch herzustellen, daß man von rohrförmigen Abschnitten mit geeignetem Querschnitt ausgeht, welche man in vorgegebenen Längen abschneidet und anschließend mit einem Boden versieht. Tatsächlich können die rohrförmigen Hülsen auf eine sehr einfache und wenig kostspielige Art durch Extrusion erhalten werden. Diese Herstellungsweise ist insbesondere viel einfacher und wirtschaftlicher als eine Herstellung durch formgebende Verfahren.
Das Problem bei der Herstellung eines mit einem Boden versehenen RohrStücks ausgehend von einer Hülse ist die Ausbildung des Bodens. Ein derzeit bereits bekanntes Verfahren besteht darin, daß der Boden ausgehend von der Wandung der Hülse selbst durch Prägen bei sehr.hohen Temperaturen gebildet wird. Nach diesem Verfahren wird der obere Abschnitt der Wandung des Rohres zunächst mit sehr hohen Temperaturen erwärmt um sein Aufweichen zu gewährleisten. Dieses aufgeweichte Ende wird anschließend durch eine Form verformt, welche im Inneren diejenige Gestalt aufweist, welche man den Boden des Rohrs bzw.
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MARKETUBE. S.CO.P. SA - 5 -
der Tube verleihen will, wobei die Form mit hohem Druck aufgepreßt wird. Die erhitzte Wandung des Rohrs wird dann auf sich selbst zusammengezogen und verschweißt.
Ein großer Nachteil dieses Verfahrens ist in der Verfahrensweise selbst begründet und besteht darin, daß die Dicke des Bodens des Rohres nicht gleichmäßig ist. Außerdem kann der Boden örtliche Risse oder eine unzureichende Dicke aufweisen, wodurch seine mechanische Widerstandsfähigkeit und seine Dichtheit verringert wird. Das Verfahren ist außerdem kostspielig, denn es erfordert eine Erwärmung einer beträchtlichen Materialmenge auf sehr hohe Temperaturen. Außerdem ist es , nicht für alle Formen rohrförmiger Hülsen und nicht für alle thermoplastischen Materialien anwendbar» Beispielsweise erweist sich Polyäthylen niedriger Dichte für diese Verformungsart schlecht geeignet. Schließlich ermöglicht dieses Verfahren nicht, zusätzliche Elemente am Boden anzubringen, wie beispielsweise Öffnungen, sei es mit oder ohne Gewinde, usw..
Ein anderes derzeit bekanntes Verfahren besteht darin, an einen rohrförmigen Abschnitt einen Ansatz anzufügen, welcher mit dem rohrförmigen Abschnitt durch Reibung verbunden wird« Dieses Verfahren besitzt den großen Nachteil, daß es nur für Rohre oder Tuben anwendbar ist, bei welchen der anzufügende Abschnitt einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Tatsächlich erfordert eine Reibungsverbindung eine Relativdrehung zwischen dem Hülsenabschnitt und dem Ansatzstück.
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MARKETUBE S.C.O.P. SA - 6 -
Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs mit eingesetztem Boden zu schaffen, wobei von einer rohrförmigen Hülse aus thermoplastischem Material unabhängig von der Querschnittsform des Rohres ausgegangen werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches es ermöglicht, mit der rohrförmigen Hülse einen Boden zu verbinden, welcher mit zusätzlichen Elementen ausgestattet ist„
Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches es gestattet, einen Boden anzubringen, der eine gleichmäßige und vorgegebene Dicke aufweist.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung,,
Zur Lösung der gestellten Aufgaben besteht die Erfindung darin, daß in das Innere der rohrförmigen Hülse im Bereich eines ihrer Enden ein Plättchen eingeführt wird, dessen Abmessungen etwas geringer sind als die der Hülse, daß man örtlich den Umfang der dem Ende der Hülse zugewandten Oberseite des Plättchens bis zum Anschmelzen der Oberfläche erwärmt, daß man örtlich bis zum Anschmelzen der Oberfläche die Innenfläche jenes Abschnitts der Hülse erwärmt, der sich zwischen den Plättchen und dem Hülsenende befindet, und daß man diesen Abschnitt der Hülse staucht und ihn auf diesen Umfang des Plättchens aufdrückt.
3136Τ30
MARKETUBE S.C.O.P. SA - 7 -
Anhand der nun folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese näher erläutert.
Es zeigt:
Figo 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens während einer ersten Phase des Verfahrens und
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung während einer zweiten Phase des Verfahrens.
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine rohrförmige Hülse 1 aus thermoplastischem Material gezeigt. Diese Hülse 1 besitzt eine beliebige Länge und einen ebenfalls beliebigen Querschnitte Vorzugsweise ist die Hülse 1 zylindrisch, obwohl das erfindungsgemäße Verfahren gleichermaßen auf Hülsen mit beispielsweise kegelstumpfförmiger oder anderer Gestalt anwendbar is t„
In ein Ende der Hülse 1 wird ein Plättchen 2 eingeführt. Dieses Plättchen 2 besitzt im Bereich seines Umfanges Abmessungen, welche etwas geringer sind als die Innenabmessungen der Hülse 1 im Bereich ihres Endes, in welches das Plättchen 2 eingesetzt wirdo
Dieses Plättchen 2 besitzt jede geeignete Form, beispielsweise eine ebene oder gekrümmte Form. Es kann außerdem mit zusätzlichen Vorkehrungen, wie beispielsweise einer Öffnung, einer Gewindeöffnung usw. versehen sein.
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Ebenso wie die Hülse 1 besteht das Plättchen 2 aus thermoplastischem Material, es kann aber physikalische und chemische Eigenschaften aufweisen, die sich von jenen des Hülsenmaterials unterscheiden. Das Plättchen 2 kann außerdem eine andere Farbe aufweisen als die Hülse 1.
Die Einsetztiefe des Plättchens 2 in das Innere der Hülse 1 ist verschieden und hängt hauptsächlich von den Abmessungen des Plättchens 2 und den Materialeigenschaften ab. Die Einsetztiefe 3, welche als jene Höhe der Hülse 1 definiert werden kann, die sich zwischen der Oberseite 4 des Plättchens 2 und dem oberen Ende der Hülse 1 befindet, ist größer als das
Spiel, welches zwischen dem Plättchen 2 und der Innenfläche der Hülse besteht. Vorzugsweise ist diese Einsetztiefe über den Umriß der Hülse im wesentlichen konstant.
Nach dem Einsetzen wird das Plättchen 2 durch geeignete Mittel in seiner Position gehalten. Die Fig. 1 zeigt hierfür ein
nicht einschränkendes Beispiel.
Die Hülse 1 kann auf einen Dorn 5 aufgesetzt-sein, der eine zur Innenfläche der Hülse 1 komplementäre Außenfläche aufweist. Dieser Dorn 5 kann einen Anschlagbund 6 besitzen,
gegen welchen sich der untere Abschnitt 7 der Hülse 1 legen wird. In seinem oberen Abschnitt besitzt er eine Oberfläche 8, auf welche sich das Plättchen 2 zumindest mit seinem Randabschnitt auflegt. In diesem oberen Abschnitt besitzt der
Dorn 5 Mittel zum Festhalten des Plättchens 2. Diese Mittel können aus einer Ausnehmung, beispielsweise einer umgekehrt kegel- - 9 -
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stumpfförmigen Einsenkung 9 bestehen, welche sich im oberen Abschnitt des Doms 5 befindet und von einem größeren Querschnittsbereich des Plättchens 2 abgedeckt wird. In dieser kegelstumpfförmigen Einsenkung wird ein Unterdruck erzeugt, beispielsweise mittels einer Leitung 10. Dadurch wird das Plättchen 2 in der nach dem Einführen eingenommenen Position gegenüber der Hülse festgehalten.
Erfindungsgemäß wird das Plättchen 2 zumindest in seinem Umfangsbereich und der Endabschnitt der Hülse 1, in welchen das Plättchen 2 eingesetzt ist, wenigstens in jenem Bereich erwärmt, welcher sich zwischen der Oberseite des Plättchens und dem benachbarten Hülsenende befindet. Vorzugsweise erwärmt man das Plättchen im Bereich des Umfanges 11 seiner Oberseite 4 und die Innenfläche 12 des Endabschnittes der Hülse 1.
Die Art der Erwärmung wird den Materialeigenschaften von Hülse 1 und Plättchen 2 angepaßt. Beispielsweise kann eine Erwärmung durch Wärmeleitung, durch Wärmestrahlung usw. durchgeführt werden.
Die Fig. 1 zeigt lediglich beispielsweise schematisch eine Heizmatritze 13 welc'he in ihrem unteren Abschnitt zwei Heizflächen 14 und 15 besitzt, die jeweils komplementär zu den Flächen 12 und 11 der Hülse 1 bzw. des Plättchens 2 angeordnet sind. Diese Heizmatritze 13 wird in ihrer Arbeitsstellung durch eine unterbrochene Linie 16 gezeigt.
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J i Jb I JU
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Die Heizzeit wie auch die Intensität der Heizung wird danach bemessen, daß im Oberflächenbereich der Innenfläche 12 der rohrförmigen Hülse 1 und des Umfangsbereichs 11 des Plättchens 2 das Material derart geschmolzen wird, daß anschließend eine Verschweißung der beiden Bereiche in der folgenden Phase stattfinden kann. Es ist zu bemerken, daß während der Beheizung die Wärme sich innerhalb der Materialdicke des Plättchens und der Hülsenwandung ausdehnt, so daß insbesondere die Wandung der Hülse geschmeidig wird. Die Heizung wird deshalb in einer Weise durchgeführt, daß eine Verformung verhindert wird. Dies geschieht durch eine örtliche Beheizung.
Zu diesem Zweck kann die Beheizung gleichzeitig aber in unterschiedlicher Weise im Bereich der Umfangsflache 11 und der Innenfläche 12 des Plättchens 2 bzw. der Hülse 1 durchgeführt werden» Beispielsweise können im Falle einer Heizmatritze 13 deren Heizflächen 14 und 15 auf unterschiedliche Temperaturen gebracht werden, welche eine besondere Anpassung an die jeweilige Materialart, die Dicke usw. ermöglichen.
Das zwischen dem Plättchen 2 und der Hülse 1 bestehende Spiel ermöglicht einerseits die Einführung des Plättchens 2 in das Innere der Hülse 1, aber gleichzeitig die Ausdehnung des Plättchens Während seiner Erwärmung. Beispielsweise liegt dieses Spiel inder Größenordnung von einigen Zehntel Millimeter bei einem Plättchen mit etwa 50 mm Durchmesser.
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Das Plättchen 2 wird in seinem Umfangsbereich 11 in einer Breite erwärmt, welche mit der Einsetztiefe 3 des Plättchens in das Innere der Hülse 1 übereinstimmt„ Vorzugsweise ist die Breite des erwärmten Abschnittes etwas größer. Als nicht beschränkendes Beispiel sei hier genannt, daß bei der Herstellung einer zylindrischen Tube von etwa 50 mm Durchmesser das Plättchen 2 in seiner Umfangszone etwa auf einer Breite von 2 bis 3 mm erwärmt wird und die Innenwandung der Hülse ebenso in einer Höhe von etwa 2 bis 3 mm. Ebenfalls als nicht beschränkendes Beispiel kann bei einer Hülse 1 und einem Plättchen 2 aus Polypropylen die Erwärmung mittels einer Heizmatritze durchgeführt werden, wie sie schematisch in Fig» 1 dargestellt ist, und zwar bei einer Temperatur im Bereich zwischen 150 und 180 G während drei bis fünf Zehntel einer Sekunde.» Für eine Hülse und ein Plättchen aus Polyäthylen wird die Beheizung im Temperaturbereich zwischen 100 und 140 C während etwa einer Sekunde durchgeführt.
Wenn die Beheizung erfolgt ist, werden die Heizmittel zurückgezogen und das obere Ende der Wandung der Hülse wird auf den Umfang des Plättchens 2 niedergedrückt und dann angepreßtο Dieser Vorgang hat zum Zweck, den Abschnitt 12 der Innenfläche der Hülse und den Abschnitt 11 der Oberseite des Plättchens 2 miteinander in Kontakt zu bringen und so ihre Verschweißung aufgrund einer Durchdringung ihrer geschmolzenen Oberflächenmaterialien herbeizuführen.
Dieser Arbeitsschritt kann durch jedes geeignete Mittel durchgeführt werden, beispielsweise durch eine Präge-
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matratze 17, welche eine Arbeitsfläche 18 aufweist, die zumindest dem erhitzten Abschnitt 11 der Oberseits 4 des Plättchens 2 angepaßt ist. Vorzugsweise erstreckt sich diese Arbeitsfläche 18 über eine Breite in Richtung auf das Innere des Rohres, welche größer ist als die Breite der beheizten Zone 11.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Heizmatritze eine Kegelstumpffläche 19 deren kleinerer Querschnitt durch die Arbeitsfläche 18 gebildet wird. Ebenfalls vorzugsweise ist die Verbindungsstelle zwischen der kegelstumpfförmigen Fläche 19 und der Arbeitsfläche 18 abgerundet. Diese Form der Prägematritze erleichtert ihr Aufsetzen auf das Rohr und auch das Niederdrücken des äußeren oberen Endes der Rohrwandung auf das Plättchen 2. Die Abrundung 20 ermöglicht es gleichermaßen, der Verbindung zwischen der Hülsenwandung und dem Plättchen eine abgerundete Form zu verleihen.
Die Prägematritze 17 ist in ihrer abgesenkten Stellung durch eine unterbrochene Linie 22 dargestellt. In dieser Position ist das Ende der Wandung der Hülse 1 oberhalb des Plättchens 2 auf den Umfangsabschnitt 11 herabgedrückt und gegen ihn gepreßt. Die Pressung findet zwischen der Arbeitsfläche 18 der Prägematritze 17 und der Oberfläche 21 des das Plättchen 2 haltenden Doms 5 statt.
Natürlich weisen diese beiden Oberflächen eine Form auf, welche der ebenen oder gekrümmten Form des Plättchens angepaßt ist.
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Andererseits wird die Prägematritze 17 vorzugsweise gekühlt, um möglichst rasch die Schweißung zu vollenden. ·
Man hat bemerkt, daß sich bei gewissen Ausführungsbedingungen unter dem vom Plättchen 2 eingenommenen Bereich in Höhe seiner Verbindung mit der Innenwand der Hülse 1 ein Wulst bildet, welcher aus einen während der Schweißung stattfindenden Fluß des geschmolzenen Materials der Hülse resultiert. Dieser Wulst verbessert die Befestigung des Plättchens an der Hülse, sowie die Dichtheit zwischen der Unterseite des Plättchens und der Innenwand der Hülse 1.
Als nicht einschränkendes Beispiel erhält man gute Resultate bei Verwendung einer Prägematrize 17, welche einen Druck von etwa 2 bis 3 t auf den Boden des Rohrs bzw. der Tube ausübt.
Nach diesem Arbeitsschritt kann die mit dem Boden versehene Rohrhülse vom Dorn 5 abgenommen und weiteren Arbeitsschritten oder Behandlungen'zugeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es somit, Rohrabschnitte oder Tuben mit einem Boden zu versehen, dessen Dicke konstant ist und dessen Dichtheit einerseits durch, die Verschweißung und andererseits durch den Wulst gewährleistet ist, welcher sich unter gewissen Bedingungen bildet.
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Außerdem ergibt sich offensichtlich aus der vorstehenden Beschreibung, daß das erfindungsgernäße Verfahren mit jeder Querschnittsform der Rohrhülse durchführbar ist. Es genügt tatsächlich, den Dorn 5, das Plättchen 2, die Heizmatritze 13 und die Prägematritze 17 an die entsprechende Querschnittsform der rohrförmigen Hülse 1 anzupassen. Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine viel raschere Anpassung der Fabrikationstakte als die bei bereits bekannten Verfahren der Fall ist und Rohre bzw. Tuben zu erhalten, deren Wandung und Boden physikalisch oder chemisch unterschiedliche Eigenschaften, unterschiedliche Farben, unterschiedliche Dicke usw. aufweisen.
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Claims (7)

  1. * * ο it -t
    HELMUT LAM P-R E'Ö H*T ·'·
    PAT E N TA N WA LT
    PROFESSIONAL REPRESENTATIVE BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE CORNELIUSSTR. 42 · D-8OOO MÜNCHEN 5 · TEL. 089/240775 · TELEX 5 28425
    3069
    MARKETUBE S.C.Ο»Po SA
    LE MARAIS
    59520 MARQUETTE-LEZ-LILLE (Nord)
    Frankreich
    Verfahren zur Herstellung eines Rohrs mit eingesetztem Boden aus thermoplastischem Material
    Ansprüche:
    - γ
    l.J Verfahren zur Herstellung eines Rohrs mit eingesetztem Boden aus thermoplastischem Material ausgehend von einer extrudierten, rohrförmigen Hülse und einem Boden in der Form eines Plättchens mit insbesondere einer ebenen oder gekrümmten Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß in das Innere der rohrförmigen Hülse (1) im Bereich eines ihrer Enden ein Plättchen (2) eingeführt wird, dessen Abmessungen etwas geringer sind als die der Hülse (1), daß man örtlich den Umfang (11) der dem Ende der Hülse (1) zugewandten Oberseite (4) des Plättchens (2) bis zum Anschmelzen der Oberfläche erwärmt, daß man örtlich bis zum Anschmelzen der Oberfläche die Innenfläche (12) jenes Abschnitts der Hülse (1) erwärmt, der sich zwischen dem Plättchen (2) und dem Hülsenende
    POSTSCHECKKONTO MÜNCHEN O5O4S-8O6 (BLZ 7OO 1OO ΘΟ)
    DEUTSCHE BANK MÜNCHEN. PROMENADEPLATZ. KONTO-NR. 19/20304 (BLZ 700 7OO 1O) TEt-EeRAMME/CABLES LAWCLAIMS MUENCHEN
    MARKETUBE - 2 -
    befindet, und daß man diesen Abschnitt der Hülse (1) staucht und ihn auf diesen Umfang des Plättchens (2) aufdrückt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Beheizung des Umfangs (11) des Plättchens (2) auf eine Breite erstreckt, welche im wesentlichen der Hohe der Hülse (1) zwischen dem Plättchen (2) und dem benachbarten Hülsenende entspricht.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man gleichzeitig den Umfang (11) der dem Ende der Hülse (1) zugewandten Oberseite (4) des Plättchens (2) und der Innenfläche (12) des zwischen dem Plättchen (2) und dem benachbarten Hülsenende befindlichen Abschnitts der Hülse (1) durch Wärmeleitung oder Wärmestrahlung durchführt und daß man den beheizten Hülsenabschnitt anschließend mittels einer gegebenenfalls gekühlten Prägematritze (17) auf den Umfang (11) des Plättchens (2) aufdrückt.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Plättchen (2) im Inneren der Hülse (1) in Höhe des Hülsenendes mittels eines Doms (5) positioniert, auf welchem die Hülse (1) angeordnet ist, und daß man das Plättchen (2) durch Erzeugung eines Unterdrucks auf seiner dem Dorn (5) und dem Inneren des Rohrs zugewandten Seite festhält»
    3136 T30
    MARKETÜBE - 3 -
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den oberen Abschnitt der Hülse (1) und den Umfangsbereich (11) des Plättchens (2) unterschiedlich erwärmt, derart, daß man die Erwärmung der Art und der Dicke der Wandung der Hülse (1) und des Plättchens (2) anpaßt, und daß man den Hülsenabschnitt auf den Umfang (11) des Plättchens (2) zwischen der Arbeitsfläche (18) der Prägematritze (17) und der Oberseite (21) des Doms (5) zusammendrückt, welche jeweils eine Form aufweisen, die zumindest dem zu erwärmenden Umfangsbereich (11) des Plättchens (2) angepaßt ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das geschmolzene Oberflächenmaterial zwischen dem Umfang (11) des Plättchens (2) und dem Endabschnitt der Hülse (1) veranlaßt, nach dem Inneren der Hülse (1) zu fließen, in dem man die beiden Teile zusammendrückt, um im Inneren der Hülse (1) einen Umfangswulst am Plättchen (2) auszubilden.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse (1) mit kegelstumpfförmiger Gestalt verwendet wird*
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