DE3152022C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Gegenstandes, wobei ein Thermoplast in Form eines Pulvers oder Gra nulats unter Zusatz von chemischen Vernetzungsmitteln sowie Zusatz- und Hilfsstoffen in einer Druckkammer einem Hochdruck unterworfen wird, wodurch die Temperatur der Mischung auf ca. 110°C ansteigt, worauf die Mischung durch Kanäle einer Strangpreßvorrichtung geführt und noch innerhalb der Strangpreßvorrichtung auf Vernetzungstemperatur erwärmt wird.The invention relates to a method for producing a tubular Subject, wherein a thermoplastic in the form of a powder or Gra nulats with the addition of chemical crosslinking agents as well as additives and Auxiliary materials are subjected to high pressure in a pressure chamber, whereby the temperature of the mixture rises to about 110 ° C, whereupon the Mixing passed through channels of an extrusion device and still heated to cross-linking temperature within the extrusion device becomes.
Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der DE-AS 16 79 826 bekannt. Ein weiteres Verfahren ähnlicher Art zur Herstellung geformter, ver netzter polyolefinischer Materialien durch Strangpressen geht aus der EP-A1 00 33 587 hervor. Mit diesen bekannten Verfahren wird eine ho mogene Verteilung des Vernetzungsmittels in der Preßmasse in besonders vorteilhafter Weise sichergestellt, wodurch die Herstellung eines durchgehend gleichmäßig vernetzten Produktes ermöglicht wird. Ein solches Produkt ist für die vorliegende Erfindung besonders vorteil haft.Such a method is already known from DE-AS 16 79 826. Another method of a similar type for producing molded, ver netting polyolefinic materials by extrusion goes from the EP-A1 00 33 587. With these known methods, a ho mogeneous distribution of the crosslinking agent in the molding compound in particular advantageously ensured, thereby producing a consistently networked product is made possible. A such a product is particularly advantageous for the present invention arrested.
Aus der DE-OS 17 04 070 ist ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Kunststoff-Formteils bekannt, bei dem das Formteil mittels Strahlung vernetzt, geschnitten und mittels einer Verstreckung unter Erwärmung fixiert wird. Dabei wird eine molekulare Struktur erreicht, die es dem Gegenstand erlaubt, nach einer weiteren Erwärmung wieder die Form und Maße vor der Verformung einzunehmen. Es wird jedoch kein kon tinuierlicher Arbeitsprozeß beschrieben und auch keine chemische Ver netzung durchgeführt.DE-OS 17 04 070 describes a method for producing a tubular plastic molding known in which the molding by means Radiation cross-linked, cut and stretched under Heating is fixed. A molecular structure is achieved which allows the object to be used again after further heating Take shape and dimensions before deformation. However, no con described continuous work process and also no chemical ver carried out.
Aus der DE-OS 29 40 719 ist ein Verfahren zur Herstellung von Schrumpfartikeln bekannt, bei dem ein Vorformling extrudiert, an schließend vernetzt und in diesem Zustand aufgeweitet sowie durch Abkühlen dieses aufgeweiteten Formlings dessen Zustand durch Einfrieren fixiert wird. DE-OS 29 40 719 describes a process for the production of Known shrink articles in which a preform extrudes finally networked and expanded in this state and through Cooling of this expanded blank, its state by freezing is fixed.
Wird beispielsweise ein so verarbeiteter Schrumpfschlauch über einen zu überziehenden Gegenstand gezogen, so schrumpft er bei kurzer Erwärmung über den Kristallitschmelzpunkt in seine ursprüngliche Form und Abmes sung zurück und es entsteht ein fester und widerstandsfähiger Überzug, der sich der Form des Gegenstandes anpaßt. An eine partielle Erwärmung zur Herstellung eines rohrförmigen Gegenstandes als funktionsfähiges und selbständiges Endprodukt ist dabei nicht gedacht.If, for example, a shrink tube processed in this way closes pulled over pulling object, it shrinks when heated briefly about the crystallite melting point in its original shape and dimensions solution and there is a firm and resistant coating, which adapts to the shape of the object. Partial warming for the production of a tubular object as a functional and independent end product is not intended.
Zum Transport strömungsfähiger Medien, beispielsweise im Heizungs- oder Sanitärbereich, finden zunehmend Kunststoffprodukte und insbesondere Kunststoffrohre Anwendung. Diese Materialien weisen eine hervorragende Langzeitbeständigkeit auch bei hohen Temperaturen und Drücken auf und sind gegen die meisten sowohl im Sanitär- als auch im Heizungsbereich vorkommenden Zusätze beständig. Sollen beispielsweise die Rohre bei der Installation einer starken Biegung unterworfen werden, um etwa mit Armaturen versehen in eine Anordnung eingebaut zu werden, so müssen die Rohre im gebogenen Zustand fixiert und ggf. eingegossen werden, da re lativ starke Rückstellkräfte im Rohr und in den Schläuchen vorhanden sind, welche einer starken Biegung entgegenwirken. Wird ein derartiges Rohr beispielsweise einer Abwinkelung unterworfen, so entsteht eine Knickstelle mit einem verringerten Querschnitt, wodurch ein erhöhter Strömungswiderstand erzeugt wird. Bestimmte Verformungen lassen sich nachträglich spannungsfrei überhaupt nicht oder nur mit großen Schwierigkeiten anfertigen.For transporting fluid media, for example in heating or Sanitary area, increasingly find plastic products and in particular Plastic pipes application. These materials have excellent Long-term resistance even at high temperatures and pressures on and are against most in both the sanitary and heating sectors occurring additives resistant. For example, if the pipes at Installation to be subjected to a sharp bend to about Fittings provided to be installed in an arrangement, so the Pipes can be fixed in the bent state and cast in if necessary, as right relatively strong restoring forces are present in the pipe and in the hoses are which counteract a strong bend. Will such a If, for example, the tube is bent, this creates a Kink with a reduced cross-section, resulting in an increased Flow resistance is generated. Certain deformations can be no tension at all afterwards or only with large ones To create difficulties.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Gegenstandes zu schaffen, der an seinen Biegestellen etwa den gleichen Querschnitt aufweist wie das unverformte Rohr.The object of the invention is therefore a method for producing a to create a tubular object that at its bending points has the same cross section as the undeformed tube.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem im Patentanspruch aufgeführten Verfahren.This object is achieved in accordance with the claim listed procedures.
Nachfolgend werden Versuchsbeispiele zur Herstellung einer bestimmten Verformung von vernetztem Material der vorstehend beschriebenen Art angegeben. Below are test examples for producing a specific one Deformation of cross-linked material of the type described above specified.
Feinverteiltes Polyäthylen wird mit 2,5 Gewichtsprozent Dicumylperoxid gemischt und das erhaltene Gemisch wird in eine Druckkammer eingebracht und einem Hochdruck unterworfen. Die Temperatur des Materials am Druck kammerausgang betrug ca. 110°C. Das Material tritt durch Kanäle einer Strangpreßvorrichtung und wird danach auf ca. 160°C erhitzt. Bei dieser Temperatur läuft die Vernetzungsreaktion schnell und vollständig ab, und es wird am Ausgang des Formwerkzeuges ein Rohr aus vernetztem Polyäthylen erhalten. Dieses Rohr wird im gleichen Arbeitsprozeß konti nuierlich durch ein Formwerkzeug und anschließend durch ein Wasserbad gezogen und gekühlt. Das Formwerkzeug bewirkt eine Reduzierung des Radius um mindestens 10%, vorzugsweise von 20%.Finely divided polyethylene is made with 2.5 percent by weight dicumyl peroxide mixed and the mixture obtained is introduced into a pressure chamber and subjected to a high pressure. The temperature of the material at the pressure chamber exit was approx. 110 ° C. The material passes through channels Extrusion device and is then heated to about 160 ° C. At this Temperature the crosslinking reaction takes place quickly and completely, and there is a tube of cross-linked at the exit of the mold Get polyethylene. This tube is in the same work process nuously through a mold and then through a water bath pulled and chilled. The molding tool reduces the Radius by at least 10%, preferably 20%.
Bezeichnet man die Ursprungsformgebung mit A, so ergibt sich eine reduzierte FormgebungIf you designate the original shape with A , you get a reduced shape
B = A - Δ A, B = A - Δ A ,
wobei Δ A zwischen 10% und 20% liegt.where Δ A is between 10% and 20%.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the drawing. Here shows
Fig. 1 ein abgewinkeltes Formstück mit Flanschelement; Figure 1 is an angled fitting with flange element.
Fig. 2 ein Venturi-Rohr; Fig. 2 is a Venturi tube;
Fig. 3 ein Doppelrohrstück mit innenliegenden Abstandsringen; Fig. 3 is a double pipe member with inner spacer rings;
Fig. 4 ebenfalls ein Doppelrohrstück mit außenliegenden Abstands ringen; und Fig. 4 also wrestle a double pipe piece with external spacing; and
Fig. 5a-e Bauteile eines Rohrabschnittes mit T-Anschluß. Fig. 5a-e components of a pipe section with a T-connection.
Soll beispielsweise eine Winkelverformung durchgeführt werden, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist, so wird die Seite 1 des nach dem o. g. Verfahren hergestellten Rohres mit Heißluft einer Temperatur von über 140°C eine Zeitlang bestrahlt. Während dieser Erwärmung findet eine Erweiterung des Querschnittes statt, wobei das Material bestrebt ist, die ursprüngliche Formgebung anzunehmen. Wird nun die Umfangsform des Rohres ungleichmäßig erwärmt, so findet eine Abwinkelung des Rohres statt, da das Rohr durch den an sich bekannten Erinnerungseffekt be strebt ist, auf der Seite 1 des Umfanges die Ursprungsdicke ein zunehmen, während auf der kühleren Seite 2 dieser Zustand nicht mehr erreicht werden kann.If, for example, an angular deformation is to be carried out, as shown in FIG. 1, side 1 of the tube produced by the above-mentioned method is irradiated with hot air at a temperature of over 140 ° C. for a while. During this heating, the cross section is expanded, the material endeavoring to adopt the original shape. If the circumferential shape of the tube is heated unevenly, the tube will be angled, since the tube strives to increase the original thickness on the side 1 of the circumference due to the memory effect known per se, while this condition is not on the cooler side 2 more can be achieved.
Durch diesen Erwärmungsprozeß wird daher der Radius 1 des um 10% bis 20% reduzierten Rohres auf R 2 und schließlich auf R 3 erweitert, während der Radius R 4 wieder mit dem Radius R 1 übereinstimmt. Ent sprechendes gilt für die Wanddicke D 1 der um ebenfalls 10% bis 20% reduzierten Ursprungsstärke. Die Wandstärke D 3 stimmt daher etwa mit der Ursprungswandstärke überein und diese ist kleiner als D 2 und diese wiederum kleiner als die Wandstärke D 1. Auf diese Weise wird erreicht, daß gerade an der Winkelstelle ein größerer Radius und eine größere Wandstärke vorhanden sind, so daß dadurch die sonst bei Winkelstücken auftretenden Strömungsverluste durch Einengungen vermieden werden. Die Reduzierungen eines beispielsweise durch Strangpressen erzeugten Rohres können bis zu seiner Streckgrenze erfolgen, so daß bei einer entsprechenden späteren Wärmebehandlung der Ursprungszustand in der gleichen Größenordnung wieder hergestellt werden kann.This heating process therefore increases the radius 1 of the tube, which is reduced by 10% to 20%, to R 2 and finally to R 3 , while the radius R 4 again corresponds to the radius R 1 . The same applies to the wall thickness D 1 of the original thickness, which is also reduced by 10% to 20%. The wall thickness D 3 therefore corresponds approximately to the original wall thickness and this is smaller than D 2 and this in turn is smaller than the wall thickness D 1 . In this way it is achieved that a larger radius and a greater wall thickness are present precisely at the angular point, so that the flow losses due to constrictions which would otherwise occur in the case of contra-angles are avoided. The reductions of a pipe produced, for example, by extrusion can be carried out up to its yield point, so that the original state can be restored to the same order of magnitude with a corresponding subsequent heat treatment.
Das so hergestellte Winkelstück zeigt eine bleibende Form, ohne daß irgendwelche Rückstellkräfte und damit Spannungen wirken.The elbow thus produced shows a permanent shape without any restoring forces and thus tensions act.
In entsprechender Weise wird das ebenfalls in Fig. 1 dargestellte Flanschteil 12 hergestellt.The flange part 12 , also shown in FIG. 1, is produced in a corresponding manner.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel besteht darin, Metallrohre von innen mit Kunststoff zu beschichten, beispielsweise um bei bereits verlegten Rohren beschädigte oder poröse Stellen abzudichten.Another application example is metal pipes from the inside to be coated with plastic, for example in the case of already installed To seal damaged or porous areas.
Für diesen Zweck wird ein beispielsweise nach dem o. g. Verfahren herge stelltes Polyäthylenrohr nach dem Strangpreßverfahren um beispielsweise 10% reduziert, derart, daß das so reduzierte Rohr in das zu reparierende Metallrohr eingeführt werden kann. For this purpose, for example, according to the above. Process herge adjusted polyethylene pipe by the extrusion process, for example 10% reduced in such a way that the tube thus reduced into the repairing metal pipe can be introduced.
Die Länge des einzuführenden Rohres wird so gewählt, daß die zu reparierenden Rohrteile genügend weit überbrückt werden. Nach der Einführung des Kunststoffrohres wird diese Rohrkombination erwärmt, so daß das Kunststoffinnenrohr sich wieder um den reduzierten Betrag erweitert und sich an die Innenwandung eng anlehnt.The length of the pipe to be inserted is chosen so that the repairing pipe parts are sufficiently bridged. After Introduction of the plastic tube, this tube combination is heated, so that the plastic inner tube is back by the reduced amount expanded and leans closely against the inner wall.
Durch diese Warmbehandlung entstehen ausreichende Kräfte, so daß auch eine gute Dichtung des Kunststoffrohres über den gesamten Umfang und in einer ausreichenden Länge an den Innenmantel des zu reparierenden Rohres erfolgt.This heat treatment creates sufficient forces so that a good seal of the plastic pipe over the entire circumference and in a sufficient length to the inner jacket of the to be repaired Rohres takes place.
Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Venturi-Düsen aus einem Rohrstück. Eine solche Düse ist in Fig. 2 dargestellt. Eine Venturi-Düse besteht aus einem sich verengenden Rohrteil 3 und einem sich allmählich wieder erweiternden Rohrteil 4. Geht man von einem Ur sprungsrohr 5 mit dem Durchmesser R 4 aus und reduziert ein solches Rohr auf den Durchmesser R 5, so lassen sich durch anschließende Wärme behandlungen die sich verengenden Rohrabschnitte 3 und sich allmählich wieder erweiternden Rohrabschnitte 4 in einfacher Weise herstellen. An den sich verengenden Stellen nimmt die Wandstärke 6 zu und ist an der engsten Stelle mit dem Radius R 5 am größten. Hier treten auch die größten Belastungen des Rohres auf.Another area of application is the production of Venturi nozzles from a single piece of pipe. Such a nozzle is shown in Fig. 2. A Venturi nozzle consists of a narrowing pipe part 3 and a gradually expanding pipe part 4 . If one starts from a primary jump tube 5 with the diameter R 4 and reduces such a tube to the diameter R 5 , the narrowing tube sections 3 and gradually widening tube sections 4 can be produced by subsequent heat treatments in a simple manner. The wall thickness 6 increases at the narrowing points and is greatest at the narrowest point with the radius R 5 . The greatest loads on the pipe also occur here.
Zur Herstellung weiterer gewünschter Formveränderungen von entsprechend reduzierten Rohren oder Schläuchen lassen sich auch entsprechend ge formte Schablonen verwenden, in die die Rohrteile verlegt und an schließend erwärmt werden, bis diese die durch die Form der Schablonen vorgegebene Ausgestaltung eingenommen haben. Damit lassen sich exakt wiederholbare Formveränderungen erzeugen, so daß auch eine Massen produktion vorgeformter Rohrstücke oder dergleichen unter exakter Einhaltung vorgegebener Größen ohne weiteres möglich ist.To produce other desired changes in shape accordingly Reduced pipes or hoses can also be used accordingly Use shaped templates in which the pipe parts are laid and attached then be warmed until this is due to the shape of the stencils have adopted the specified configuration. It can be used exactly Generate repeatable shape changes, so that a mass production of preformed pipe pieces or the like with more exact Compliance with specified sizes is easily possible.
Ein weiteres Anwendungsgebiet ist auch bei der Herstellung von Verbindungen mit Armaturen und Rohranschlüssen zu finden, so daß gegf. Dichtungsringe nicht benötigt werden. Another area of application is in the production of Find connections with fittings and pipe connections so that if applicable Sealing rings are not required.
Hierzu reicht es aus, geringfügig reduzierte Schläuche zu verwenden, die an ihren Anschlußstellen entsprechend erwärmt werden, so daß dort eine vorgegebene Anpassung durch die Wärmebehandlung erzielt werden kann.To do this, it is sufficient to use slightly reduced hoses, which are heated accordingly at their connection points, so that there a predetermined adjustment can be achieved by the heat treatment can.
Auch für die Herstellung von Rohrsystemen läßt sich das Verfahren anwenden, welche in Form von Doppelröhren mit Gasisolierkammern, vorzugsweise Luftkammern ausgerüstet sind. Beispiele dieser Ausführungsform gehen aus den Fig. 3 und 4 hervor.The method can also be used for the production of pipe systems, which are equipped in the form of double tubes with gas insulation chambers, preferably air chambers. Examples of this embodiment are shown in FIGS. 3 and 4.
Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, sind in vorbestimmten Abständen um den Umfang eines Rohres 6 Erweiterungen 7 vorhanden, welche im montierten Zustand innerhalb eines Außenrohres 8 als Auflager und Dichtungen ausgebildet sind.As can be seen from FIG. 3, extensions 7 are provided at predetermined intervals around the circumference of a tube 6 , which in the assembled state are designed as supports and seals within an outer tube 8 .
Auf diese Weise entstehen zwischen hintereinanderfolgenden Erweite rungen Gaskammern, welche eine hervorragende Isolierung aufweisen.In this way, successive expansions arise Gas chambers with excellent insulation.
Zur weiteren Erhöhung der Isolation oder der Isolierwirkung kann bei diesen Anwendungsfällen die Reduzierung wesentlich mehr als 20% betragen.To further increase the insulation or the insulating effect can the reduction in these use cases amount to more than 20%.
In ähnlicher Weise lassen sich auch in vorbestimmten Abständen um ihren Umfang Einbuchtungen 9 eines Außenrohres 10 herstellen, welche im montierten Zustand für ein Innenrohr 11 als Auflager und Dichtungen ausgebildet sind.In a similar way, indentations 9 of an outer tube 10 can also be produced around their circumference at predetermined intervals, which recesses are designed as supports and seals for an inner tube 11 in the assembled state.
Eine solche Ausführungsform geht aus Fig. 4 hervor.Such an embodiment is shown in FIG. 4.
Das jeweils unverformte Rohr kann dabei aus Kunststoff oder auch Metall bestehen.The respective undeformed tube can be made of plastic or metal consist.
Die Fig. 5a-e zeigen einen T-Anschluß, bestehend aus einem Schlauchanschluß 16, der mit seinem Formstück 17 durch eine Bohrung 15 des Rohrabschnittes 13 geführt ist. FIGS. 5a-e show a T-connector, consisting of a hose connection 16 which is guided with its mold 17 through a bore 15 of the tubular portion 13.
Mit Hilfe eines Druckstückes 18 und nicht näher dargestellten Schraubelementen wird der Schlauchanschluß 16 mit dem Rohrabschnitt 13 zu einem T-Anschluß verspannt. Der Schlauchanschluß 16 ist daher mit einem Gewinde versehen, so daß das Druckstück gegen den Rohrabschnitt 13 verspannt wird, wobei das in dem Rohrabschnitt 13 befindliche Form stück 17 die Verspannung ermöglicht. Die Herstellung des T-Anschlusses erfolgt dabei dadurch, daß der entsprechende Rohrabschnitt erwärmt wird, so daß dieser erwärmte Teil in seine Ursprungsform übergeht. Sodann wird die Bohrung 15 hergestellt, und zwar in einer Größe, die dem Durchmesser des Schlauchanschlusses 16 entspricht. Der Schlauch anschluß 16 ist mit dem Formstück 17 integral verbunden, welches mit seiner ovalen Form durch die Bohrung 15 der noch im warmen Zustand befindlichen Umrandung derselben geführt wird, wobei sich der Rohrabschnitt 13 bei seiner Erkaltung dem Formstück 17 voll anpaßt. Nach Erkaltung der Umgebung des Bohrloches wird das Druckstück 18 über den Schlauchanschluß 16 geführt und mit Hilfe von Verschraubungs elementen verspannt, so daß ein fester und dichter T-Anschluß entsteht. Die Formgebung des Rohrabschnittes 13 läßt sich dabei so durchführen, daß kein oder nur ein geringer Strömungswiderstand in dem Rohrabschnitt 13 entsteht.With the help of a pressure piece 18 and screw elements, not shown, the hose connection 16 is clamped to the tube section 13 to form a T-connection. The hose connector 16 is therefore provided with a thread so that the pressure piece is clamped against the pipe section 13 , the piece 17 located in the pipe section 13 allowing the clamping. The T-connection is produced by heating the corresponding pipe section so that this heated part changes into its original shape. The bore 15 is then produced, in a size that corresponds to the diameter of the hose connection 16 . The hose connection 16 is integrally connected to the fitting 17 , which is guided with its oval shape through the bore 15 of the still in its warm outline, the pipe section 13 fully adapting to the fitting 17 when it cools. After cooling the surroundings of the borehole, the pressure piece 18 is guided over the hose connection 16 and clamped with the aid of screwing elements, so that a firm and tight T-connection is created. The shaping of the pipe section 13 can be carried out in such a way that there is no or only a slight flow resistance in the pipe section 13 .
Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß ein T-Anschluß auch bei bereits verlegten Leitungen hergestellt werden kann, ohne daß eine Demontage durchgeführt werden muß. Der Schlauchanschluß 16 besteht dabei vorzugsweise aus Metall, ebenso wie das Druckstück 18 und die nicht näher dargestellten Verschraubungselemente.A particular advantage of this method is that a T-connection can also be made with lines that have already been laid, without having to be dismantled. The hose connection 16 is preferably made of metal, as is the pressure piece 18 and the screwing elements, not shown.
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