DE3701822C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strangpressen von Kunststoffrohren, wobei ein aus Kunststoff in formbarem Zustand sich formender Schlauch zwischen einen Dorn und einen Kern, der eine Verlängerung des Dorns bildet und einen im wesentlichen konstanten Durchmesser aufweist, und den Dorn und den Kern umgebende Kokillen zugeführt wird, die sich nacheinander in der Längsrichtung der Anordnung bewegen, der Schlauch durch Preßformung zum Anliegen an den Formflächen der Kokillen gebracht wird und am Schlauch Muffenteile ausgeformt werden, und zwar so, daß Schlauchteile am Kern in Hohlräume der Formflächen der Kokillen gepreßt werden, wobei die Form der Hohlräume der Form der Muffenteile entspricht, und wobei diese Schlauchteile so in die Formhohlräume gepreßt werden, daß ein größerer Mediumdruck auf die Innenfläche des Schlauchs gerichtet wird als auf dessen Außenfläche.

Die Enden von Kunststoffrohren werden oft zu einem erweiterten Teil, einer Muffe, gemacht, mittels der Rohre zur Ausformung einer Rohrleitung aneinander angeschlossen werden können. Auch werden Verlängerungs­ stücke verwendet, die an den beiden Enden eines kurzen Rohrstückes eine Muffe aufweisen.

Muffen werden heutzutage so hergestellt, daß das Ende des über seine ganze Länge geraden Rohrs erwärmt wird und auf einen Dorn geschoben wird, der größer ist als der Innendurchmesser des Rohrs, wobei das Rohrende sich zu einer Muffe erweitert. Anstatt des Dorns kann die Erweiterung mittels Druckmedium so ausgeführt werden, daß das Rohrende mittels Medium an eine auswendige Form gepreßt wird, siehe z.B. DE-OS 18 01 179. Das Druckmedium kann entweder ein Gas oder eine Flüssigkeit sein.

Die beiden obenerwähnten Herstellungsverfahren sind langsam und teuer. Die Langsamkeit des Verfahrens ist darauf zurückzuführen, daß die Herstellung eines Rohrs in zwei verschiedenen Arbeitsvorgängen erfolgt, wobei der Herstellungsgang der Muffe eine Erhitzung, eine Formung und eine Abkühlung umfaßt. Außerdem müssen die Rohre in eine Vermuffungsmaschine hinein- und herausgeführt werden. Das Verfahren wird auch teuer, weil das Vermuffen gewöhnlich mit einer automatischen Sonder­ maschine ausgeführt wird. Außerdem wird zur Erhitzung des Rohrendes Energie gebraucht.

Aus der US-PS 40 03 685 ist eine Anordnung zum Herstellen eines gerieften Kunststoff­ rohrs mittels Einblaseverfahren bekannt. Die Anordnung besteht aus einer Düse, einem Dorn, einem vorspringenden Rohr und einem am Rohrende befindlichen Pfropfen, der die Innenfläche des Rohrs berührt. Das Rohr weist Öff­ nungen auf, und zwar zum Einblasen von Luft unter Druck in den Raum zwischen der Düse und dem Pfropfen, woraus folgt, daß der Kunststoffschlauch sich an die Formfläche der Kokillen preßt. Die Formfläche einiger Kokillen weist einen weiten Hohlraum zur Ausformung von Muffen am Rohr auf.

Der Nachteil der Anordnung ist eine komplizierte Konstruktion und die Unsicherheit des Abdichtungseffekts des Pfropfens, sowie auch, daß mittels dieses Verfahrens keine Doppelschichtrohre vermufft werden können, weil die Innenwand auch an unerwünschten Stellen zusammen­ gedrückt werden würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, mittels derer eine Muffe an Kunststoffrohren in einer bedeutend ein­ facheren Weise ausgeformt werden kann, als bis jetzt möglich gewesen ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der innerhalb des Schlauchs befindliche Raum für Medium unter hohem Druck mittels Abdichtungen zu dem Gebiet des Formhohlraums ab­ gegrenzt wird und die Abdichtungen mittels des zwischen dem Kern und den Kokillen befindlichen Kunststoffes an der Vorder- und Hinterwand des Hohlraums ausgeformt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren fungiert somit der Kunststoff selbst als Abdichtung des Raums für Medium unter hohem Druck, weshalb gar kein abdichtender Teil in der Anordnung erforderlich ist. Infolge dessen kann das Verfahren mit kleinen Kosten verwirklicht werden. Die erfindungsgemäße Abdichtungsweise ist dazu besonders sicher, so daß keine Leckagen vorkommen.

Beim Herstellen von Rohren mit einer gerippten Außenfläche und einer glatten Innenfläche kann das Obige in der Praxis so verwirklicht werden, daß eine Druck­ differenz erzeugt wird, wenn die erste Kokillenrippe nach dem Formhohlraum sich an der Zuführungsstelle des Kunst­ stoffes befindet oder sie passiert hat. Die Rippe soll am liebsten am Kern gelegen sein.

Weil der den Muffenteil bildende Hohlraum sich weiter entfernt von dem Dorn befindet als die übrige Formfläche der Kokillen, ist die Wand des fertigen Muffenteils gewöhnlich dünner als die Wand des Rohrteils. Bei gerippten Rohren kompensiert das Ausbleiben der Rippen am Muffenteil jedoch einigermaßen diese Ver­ dünnung. Wenn erwünscht, ist es möglich, die Wanddicke des Muffenteils mit der des Rohrteils identisch zu halten, so daß Kokillen mit einer kleineren Geschwindig­ keit als normal vorwärtsgeführt werden, während die Teile des Schlauchs ausgeformt werden, die sich am Hohlraum befinden. Es soll bemerkt werden, daß die Wanddicke der nach den bekannten Verfahren hergestellten Muffen­ teile immer kleiner ist als die Wanddicke des Rohrteils.

Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung zum Strangpressen von Kunststoffrohren, die aus einem im wesentlichen zylindrischen Dorn, aus einem Kern, der eine Verlängerung des Dorns bildet und einen im wesentlichen konstanten Durchmesser aufweist, aus um den Dorn zu einer Form sich schließenden, auf einer end­ losen Bahn nacheinander rotierenden Kokillen, deren Formfläche wenigstens einen Hohlraum aufweist, dessen Form der des Muffenteils entspricht, einer Düse zum Zuführen eines aus Kunststoff in formbarem Zustand sich formenden Schlauchs zwischen Dorn und Kern und die Kokillen und aus einer Einrichtung zum Pressen des Schlauchteils in den Hohlraum besteht.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kern wenigstens die Länge des Formhohlraums in der Achsenrichtung des Kerns aufweist.

Erfindungsgemäß entstehen Abdichtungen des Druckmediumraums von selbst, wenn der Kern wenigstens die Länge des Formhohlraums aufweist, weil der Raum zwischen der Formfläche der Kokillen und dem Kern an der Vorder- und Hinterseite des Hohlraums ganz mit Kunststoff gefüllt wird. Die Anordnung ist einfach, weil keine separate Abdichtung nötig ist.

Die Einrichtung zum Pressen eines Schlauchteils in den Hohlraum kann aus einem Speiseorgan für Druckmedium bestehen, das sich im Kern befindet. Für die Funktionssicherheit ist es dabei vorteilhaft, daß der Abstand des Speiseorgans von der Düse wenigstens derselbe ist wie die Länge des Formhohl­ raums in dieser Richtung.

Am einfachsten besteht das Speiseorgan für das Druckmedium aus einer an der Kernoberfläche befindlichen Nut in der Umfangsrichtung, die über einen mit einem Ventil versehenen Kanal mit einer Überdruckquelle in Verbindung steht.

Alternativ kann der Schlauchteil natürlich mittels Unterdruck an den Boden des Hohlraums gepreßt werden, wobei der Unterdruck zwischen dem Schlauch und dem Boden des Hohlraums erzeugt wird.

Ein Beispiel für eine vorteilhafte Ausführungs­ form der Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung genauer beschrieben, in der

Fig. 1 ein Prinzipbild einer Anordnung zum Herstellen eines gerieften oder gerippten Rohrs zeigt,

Fig. 2 einen Längendurchschnitt eines Details der Abordnung zum Herstellen eines Rippenflanschrohrs in größerem Maßstab zeigt,

Fig. 3 ein fertiges Rippenflanschrohr zeigt, und

Fig. 4 einen Längendurchschnitt eines Details einer Anordnung zum Herstellen eines Doppelschichtsrohrs zeigt.

Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung besteht aus zwei auf einer endlosen Bahn rotierenden Kokillen 1 und 2, die sich an Führungsschienen 3 treffen, und zwar zum Ausformen einer zylindrischen Form. In diese Form dringt eine Düsenhülse 4 ein, die mit dem Ende 6 einer Strangpresse 5 in Verbindung steht. In Fig. 1 wird auch gezeigt, wie fertiges Rohr 7 aus dem anderen Ende der von den Kokillen gebildeten Form herauskommt.

In Fig. 2 werden die Teile der Anordnung genauer dargestellt, die an der Formung des Rohrs teilnehmen. An der Mittellinie der Anordnung liegt ein Dorn 8, der einen geraden Abschnitt und einen sich kegelförmig erweiternden Abschnitt aufweist und dessen Verlängerung aus einem Kern 9 mit konstantem Durchmesser besteht.

Am Ende des Kerns sind nicht gezeigte Hohlräume für Abkühlmittel vorgesehen. Die Düsenhülse 4 und der Kern 9 bilden zwischen sich eine Ringdüse 10, aus der plastischer Kunststoff in Form eines Schlauchs 11 in den Raum zwischen den Kokillen und dem Dorn gespeist wird. Zum Zustandebringen eines Rohrs mit gerippter Außenfläche weist die Innenfläche der Kokillen ringförmige Rippen 12 und Nuten 13 zwischen den Rippen auf, in die Kunststoff zum Ausformen einer Rippe 14 eindringt. Die Nuten 13 der Kokillen können gemäß Fig. 2 mittels sich von dem Nutengrund auf die Außenfläche der Kokillen erstreckender Kanäle 15 mit der Umgebung in Verbindung stehen.

Wenigstens ein Kokillenpaar ist anstatt der Rippen 12 und Nuten 13 mit einem weiteren Formhohlraum 16 versehen, dessen Seiten und Bodenwände der Form der Außenfläche des Muffenteils des Rohrs entsprechen und der somit gewöhnlich sowohl tiefer als auch länger in der Achsenrichtung der Anordnung ist als die Nuten 13. Der Kern 9 ist mit einer peripherischen, an der Kern­ oberfläche befindlichen Nut 17 versehen, an deren Seitenwand ein Kanal 18 sich öffnet, der mit einer nicht gezeigten Quelle eines Druckmediums, wie Luft, in Verbindung steht. Der Kanal 18 weist ein Ventil 19 auf. Die Nut 17 bildet eine Wärmebarriere zwischen dem nächst dem Dorn befindlichen warmen Teil des Kerns und dem an seinem freien Ende befindlichen kalten Teil. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Kunststoff, der den Raum zwischen den Kokillen und dem Kern füllt, Abdichtungen 20 und 21 in der Nähe der Vorder- und Hinterwand des Hohlraums bildet und daß der Abstand der Nut 17 von der Abdichtungsstelle 21 größer ist als die Länge des Hohlraums 16 in der Achsenrichtung der Anordnung. Die Länge des Kerns in der Achsenrichtung ist wenigstens gleich groß wie die Länge des Hohlraums 16 in der­ selben Richtung.

Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung fungiert in der folgenden Weise. Zum Herstellen eines gerippten Kunststoffrohrs wird durch die Düse 10 in plastischem Zustand befindlicher Kunststoff als Schlauch 11 in den Raum zwischen den Kokillen 1, 2 und dem Dorn 8 gespeist. Wenn an der Düse 10, wie in Fig. 2 gezeigt wird, Kokillen vorgesehen sind, deren Formfläche Rippen und Nuten 12, 13 aufweist, füllt der Kunststoff den Raum zwischen den Kokillen und dem Dorn vollständig in der in Fig. 2 gezeigten Weise. Wenn die Kokillen 2 sich in Fig. 2 nach rechts bewegen, entsteht somit Kunst­ stoffrohr mit kompakter Wand, dessen Außenfläche mit Rippen 14 versehen ist und dessen Innenfläche glatt ist.

Wenn der Hohlraum 16 an die Düse 10 kommt, ist der Schlauch 11 jedoch nicht fähig, wegen dessen großen Volumens den ganzen Hohlraum zu füllen, sondern der Schlauch legt sich um den Kern 9 als eine dickere Schicht als die normale Wanddicke, was auf das Ausbleiben der Rippen 14 zurückzuführen ist. So wird fortgefahren, bis der Hohlraum die Düse 10 ganz passiert hat und die Ausformung von Rippenrohr wieder beginnt.

In Fig. 2 wird eine Situation gezeigt, wobei der Hohlraum 16 die Düse 10 gerade passiert hat und die erste Nut 13 nach dem Hohlraum sich schon mit Kunststoff gefüllt hat. Weil der Schlauch 11 dabei den Raum zwischen den Kokillen und dem Kern vor und hinter dem Hohlraum 16 an den Abdichtungsstellen 20 und 21 ganz füllt, entsteht an dem Hohlraum 16 ein isoliertes Gebiet. Nachdem die Vorderwand des Hohlraums die Nut 17 des Kerns passiert hat, wird aus der Nut zwischen den Schlauch 11 und den Kern Luft unter Druck eingeblasen, siehe Pfeile, woraus folgt, daß der am Kern anliegende Schlauch sich in der in Fig. 2 gezeigten Weise an die Wände des Hohl­ raums preßt. Aus der Nut 17 kann Druckluft kontinuierlich zugeführt werden, die Luftzufuhr kann aber auch mittels des Ventils 19 reguliert werden, so daß sie nur dann kommt, wenn der Hohlraum 16 sich an der Nut befindet. Die mit der Außenluft in Verbindung stehenden Kanäle 15 lassen die Luft, die den Hohlraum 16 gefüllt hat, bei der Formung des Muffenteils aus dem Hohlraum ausströmen. Der Muffenteil ist mit der Referenznummer 22 bezeichnet. Das in der Anordnung erzeugte Rohr wird mit einem Abkühlmittel abgekühlt, das in nicht gezeigten Kanälen am freien Ende des Kerns 9 sowie in den Kokillen 1, 2 fließt.

In Fig. 3 wird ein Teil eines mittels der erfindungsgemäßen Anordnung hergestellten Rohrs gezeigt. Das abgekühlte Rohr wird in der Mitte des Muffenteils abgebrochen, wobei zwei Rohre ausgeformt werden, die an ihrem Ende eine Muffe aufweisen. Gemäß der Fig. 3 ist, aus dem Inneren des Rohrs gesehen, an der Abreißstelle eine niedrige Nut 23 vorgesehen, die mittels einer entsprechenden Formung des Bodens des Hohlraums leicht zustande zu bringen ist und die das Einschieben des Ein­ stechendes in die Muffe erleichtert. Wenn erwünscht, kann das Rohr schon in der Anordnung an der Nut 23 abge­ brochen werden und zwar durch Erhöhung des inneren Drucks des Schlauchs auf einen Wert, wo die Bruchgrenze des Schlauchs überschritten wird, wobei der an der Nut befindliche Schlauch sich über die Kanäle 15 entfernt.

Anstatt Druckluft oder zu deren Intensivierung beim Pressen des Schlauchs an die Wände des Hohlraums 16 kann eine Saugwirkung verwendet werden, und zwar so, daß die sich in den Hohlraum 16 öffnenden Kanäle 15 an eine Unterdruckquelle angeschlossen werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung und das erfindungs­ gemäße Verfahren werden oben in Zusammenhang mit der Produktion von mit geschlossener Wand und auswendigen Rippen versehenen Rohren beschrieben. Das Verfahren kann jedoch auch auf eine Herstellungsanordnung solcher Rohre angewandt werden, die eine glatte Außen- und Innen­ fläche aufweisen oder die mit einer aus zwei Schichten bestehenden hohlen Wand versehen sind, wobei die äußere Schicht gefaltet ist. Eine solche Ausführungs­ form wird in Fig. 4 gezeigt. Die Funktion der Anordnung entspricht der Funktion der in Fig. 2 gezeigten Anord­ nung, wobei Druckluft nur dann aus der Nut zugeführt wird, wenn der Hohlraum 16 sich an der Nut befindet, weil die Wand sonst zusammengedrückt werden könnte. Eine Druckdifferenz wird somit dann erzeugt, wenn die erste Kokillenrippe 12 nach dem Form­ hohlraum 16 an den Kern 9 gekommen ist, und die Druckdiffe­ renz wird beendet, bevor diese Rippe 12 an die Nut 17 des Kerns kommt.

Als das aus der Nut 17 zuzuführende Medium kann anstatt Luft irgendein anderes Gas oder irgendeine andere Flüssigkeit verwendet werden. Außerdem soll bemerkt werden, daß obgleich es für die Herstellung vorteilhaft ist, daß der Schlauch erst dann an die Wände des Hohlraums 16 gepreßt wird, wenn zwischen dem Hohlraum und der Düse 10 eine Abdichtung 21 entstanden ist, kann die Anordnung möglicherweise auch so verwirk­ licht werden, daß der Abstand der Nut 17 von der Düse 10 kleiner ist als die Länge des Hohlraums 16 in der Achsenrichtung der Anordnung, wobei die Formung des Muffenteils 22 schon beginnt, bevor der ganze Hohlraum 16 die Düse passiert hat. Die Kanäle 15 können, wenn erwünscht, weggelassen werden.

Wenn man will, daß die Wand des Muffenteils 22 gleich dick ist wie die Wand des Rohrteils, kann das so arrangiert werden, daß Kokillen mit einer kleineren Geschwindigkeit als normal vorwärtsgeführt werden, wenn der Hohlraum 16 sich an der Düse 10 befindet, wobei die am Hohlraum auf der Oberfläche des Dorns befindliche Kunststoffschicht besonders dick wird, vorausgesetzt, daß Kunststoff mit gewöhnlicher Geschwindigkeit aus der Düse gespeist wird. Dazu soll bemerkt werden, daß mittels der Erfindung auch Doppelmuffen hergestellt werden können, die aus zwei sich in verschiedene Richtungen öffnenden Muffen bestehen, zwischen denen ein kurzer Rohrabschnitt vorgesehen ist. Solche Doppel­ muffen werden als Verlängerungsstücke verwendet.

Claims (10)

1. Verfahren zum Strangpressen von Kunststoff­ rohren, wobei ein aus Kunststoff in formbarem Zustand sich formender Schlauch (11) zwischen einen Dorn (8) und einen Kern (9), der eine Verlängerung des Dorns bildet und einen im wesentlichen konstanten Durch­ messer aufweist, und den Dorn und den Kern umgebende Kokillen (1, 2) zugeführt wird, die sich nacheinander in der Längsrichtung der Anordnung bewegen, der Schlauch (11) durch Preßformung zum Anliegen an den Formflächen der Kokillen (1, 2) gebracht wird, und am Schlauch (11) Muffenteile (22) ausgeformt werden, und zwar so, daß Schlauchteile am Kern (9) in Hohlräume (16) der Form­ flächen der Kokillen gepreßt werden, wobei die Form der Hohlräume der Form der Muffenteile entspricht, und wobei diese Schlauchteile so in die Formhohlräume (16) gepreßt werden, daß ein größerer Mediumdruck auf die Innenfläche des Schlauchs (11) gerichtet wird als auf dessen Außenfläche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der innerhalb des Schlauchs (11) befindliche Raum für Medium unter hohem Druck mittels Abdichtungen (20, 21) zu dem Gebiet des Formhohlraums (16) abgegrenzt wird und die Abdichtungen mittels des zwischen dem Kern (9) und den Kokillen (1, 2) befind­ lichen Kunststoffmasse an der Vorder- und Hinterwand des Hohlraums ausgeformt werden.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei Rohre (7) mit gerippter Außenfläche und glatter Innenfläche hergestellt werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Druckdifferenz erzeugt wird, wenn die erste Kokillenrippe (12) nach dem Formhohlraum sich an der Zuführungsstelle (10) des Kunststoffes befindet oder sie passiert hat.

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckdifferenz dann erzeugt wird, wenn die Kokillenrippe (12) sich am Kern (9) befindet.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kokillen (1, 2) dann mit einer kleineren Geschwindigkeit als normal vorwärts­ geführt werden, wenn die Schlauchteile ausgeformt werden, die sich am Hohlraum (16) befinden.

5. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei Doppel­ schichtsrohre mit geriefter Außenfläche und glatter Innenfläche hergestellt werden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Druckdifferenz erzeugt wird, wenn die erste Kokillenrippe (12) nach dem Formhohl­ raum an den Kern (9) gekommen ist und daß die Druck­ differenz abgebrochen wird, bevor diese Rippe (12) an eine im Kern befindliche Mediumquelle (17) kommt.

6. Anordnung zum Strangpressen von Kunststoff­ rohren, die aus einem im wesentlichen zylinder­ förmigen Dorn (8), aus einem Kern (9), der eine Ver­ längerung des Dorns bildet und einen im wesentlichen konstanten Durchmesser aufweist, aus sich um den Dorn zu einer Form schließenden, auf einer endlosen Bahn nacheinander rotierenden Kokillen (1, 2), deren Formfläche mit wenigstens einem Hohlraum (16) versehen ist, dessen Form der Form des Muffenteils (22) entspricht, einer Düse (10) zum Zuführen eines aus Kunststoff in formbarem Zustand sich formenden Schlauchs (11) zwischen Dorn (8) und Kern (9) und die Kokillen (1, 2) und aus einer Einrichtung (17) zum Pressen eines Teils des Schlauchs (11) in den Hohlraum (16) besteht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kern (9) wenigstens die Länge des Formhohlraums (16) in der Achsenrichtung des Kerns aufweist.

7. Anordnung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Pressen eines Schlauchteils in den Hohlraum aus einem im Kern (9) befindlichen Speiseorgan (17) für Druckmedium besteht.

8. Anordnung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Speiseorgans (17) von der Düse (10) wenigstens gleich groß wie die Länge des Formhohlraums (16) in dieser Richtung ist.

9. Anordnung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Speiseorgan für das Druckmedium aus einer an der Kernoberfläche befindlichen Nut (17) in der Umfangsrichtung ausgeformt ist, die über einen mit einem Ventil (19) ver­ sehenen Kanal (18) mit einer Überdruckquelle in Ver­ bindung steht.

10. Anordnung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung in den Formhohlraum (16) sich öffnende Kanäle (15) aufweist, die mit einer Unterdruckquelle in Verbindung stehen.