DE69216226T2 - Verfahren zur herstellung einer rohrverbindung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer rohrverbindung

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Verbindungsrohres an einem Ende eines thermoplastischen Rohres, bei dem ein extrudiertes thermoplastisches geschmolzenes Profil schraubenlinienförmig mit einer Überlappung um einen drehend angetriebenen Dorn gewickelt, das extrudierte Verbindungsrohr abgekühlt, das freie Ende des Verbindungsrohres mittels eines rotierenden Messers zugeschnitten und das fertige Verbindungsrohr von dem Dorn entfernt wird.
  • In der SE-B-365 747 (Dynamit Nobel) oder der entsprechenden DE-A-1 944 594 ist ein solches Verfahren zum Herstellen einer Hülse und eines Rohres in einem Stück mit einem Rohr offenbart. Sowohl das Rohr als auch die Hülse werden kontinuierlich in ein und derselben Operation durch schraubenlinienförmiges Herumwickeln eines thermoplastischen Profils um einen rotierenden Dorn hergestellt. Um eine Hülse oder ein Verbindungsrohr zu erhalten, wird ein axial beweglicher zylindrischer Ringteil um den Dorn herum angeordnet. Dieser Ringteil wird zusammen mit dem schraubenlinienförmig gewickelten Rohr vom Dorn entfernt. Das erstellte Rohr wird dann im mittleren Teil des Ringteils mittels eines rotierenden Messers durchgeschnitten, so daß sich zwei Verbindungsrohre ergeben. Wenn die beiden Verbindungsrohre voneinander getrennt worden sind, kann der Ringteil entfernt werden. Wenn ein so langes Rohr hergestellt worden ist, daß zwei neue Verbindungsrohre hergestellt werden sollen, wird der Ringteil erneut um den Dorn herum angeordnet. Wenn die Verbindungsrohre auf diese Weise hergestellt worden sind, muß der Hersteller beide Rohre mit und ohne Hülse lagern. Ferner hat jede Störung während des Extrusions- und Wickelvorgangs erhebliche Materialverluste zur Folge.
  • In der US-A-3 243 328 (Britton et al) ist ein Verfahren zur Herstellung schraubenlinienförmig gewickelter flexibler Kunststoffrohre angegeben, jedoch nicht die Herstellung eines Verbindungsrohres.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbindungsrohre auf vorgefertigten thermoplastischen Rohren herzustellen und dabei die Probleme zu vermeiden, die sich ergeben, wenn das Verfahren nach der SE-A-365 747 angewandt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Schritte aus.
  • Weitere kennzeichnende Schritte der Erfindung sind in den beiliegenden Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Darin stellen dar:
  • Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäß hergestellten Verbindungsrohres,
  • Fig. 2 ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Verbindungsrohres und
  • Fig. 3 und 4 alternative Anwendungen des Verbindungsrohres nach Fig. 2.
  • Bei der Herstellung eines Verbindungsrohres 1 wird ein drehend angetriebener erwärmter Dorn 2 mit einem im wesentlichen zylindrischen Endabschnitt 3 benutzt, auf den ein Rohrende 4, das mit dem Verbindungsrohr 1 versehen werden soll, aufbringbar ist. Der zylindrische Endabschnitt 3 hat einen Außendurchmesser, der weitgehend dem Innendurchmesser des Rohrendes 4 entspricht. Der Zylindrische Endabschnitt 3 geht über eine radial gerichtete Anschlagfläche 5 in einen leicht konischen Hauptabschnitt 6 über. Die Endfläche des Rohrendes 4 soll während des gesamten Herstellungsverfahrens an dieser Anschlagfläche 5 anliegen, weshalb die Breite der Anschlagfläche 5 vorzugsweise der Wanddicke des Rohrendes 4 entspricht, so daß ein soweit wie möglich gleichförmiger Übergang zwischen der Außenfläche des Rohrendes und dem konischen Hauptabschnitt 6 des Dorns 2 erzielt wird.
  • Nachdem das Rohrende 4 auf dem zylindrischen Abschnitt des Dorns 2 aufgebracht ist, wird der Dorn 2 ständig in Drehung gehalten und auf wenigstens etwa 100º C erwärmt. Wenn der Dorn 2 die gewünschte Temperatur erreicht hat, wird ein thermoplastisches Schmelzprofil 7 auf den Hauptabschnitt 6 des sich drehenden Dorns extrudiert, und zwar an demjenigen Ende des Dorns beginnend, das am weitesten vom Rohrende 4 entfernt ist. Die Extrusion erfolgt vorzugsweise mittels einer Extruderdüse 8 mit weitgehend rechteckigem Querschnitt, die in axialer Richtung längs des Dorns 2 transferiert werden kann. Das Transferieren der Extruderdüse 8 in Richtung auf das Rohrende 4 erfolgt synchron mit der Drehzahl des Dorns 2 in der Weise, daß die Extruderdüse 8 bei jeder Umdrehung des Dorns 2 in Richtung auf das Rohrende 4 um eine Strecke transferiert wird, die etwas kleiner als die Breite des Schmelzprofils ist, so daß eine bestimmte Überlappung bewirkt wird. Auf diese Weise wird eine schraubenlinienförmige Wicklung des Schmelzprofils 7 um den Dorn 2 und das Rohrende 4 herum gebildet, wobei aneinandergrenzende Windungen dicht übereinander angeordnet werden, so daß die Schmelzprofile miteinander verschmelzen. Um das Verschmelzen zu verbessern und eine gleichförmigere Oberfläche des Verbindungsrohres zu erzielen, wird die Überlappung mit einer rotierenden Rolle 11, die dem Extruderkopf folgt, nach unten gedrückt. Die Extrusion wird solange fortgesetzt, bis sich eine gewünschte Überlappung zwischen dem Schmelzprofil 7 und dem Rohrende 4 ergeben hat, wonach der Extruder angehalten wird, während die Drehung des Rohrendes 4 und des Dorns 2 andauern kann. Auf diese Weise ergibt sich ein gleichförmiger Übergang in der Materialdicke zwischen dem Mantel des Rohrendes 4 und dem Verbindungsrohr 1.
  • Wenn die Extrusion angehalten wird, wird das thermoplastische Material im Verbindungsrohr 1 durch Besprühen der Außenseite des extrudierten Verbindungsrohres 1 mit Kühlwasser abgekühlt. Nachdem sich das thermoplastische Material gesetzt hat (ausgehärtet ist), wird das freie Ende des Verbindungsrohres 1 mittels eines rotierenden Messers 9 gleichförmig abgeschnitten, so daß eine absolut gleichmäßige Oberfläche gebildet wird. Schließlich wird das Rohrende 4 zusammen mit dem fertigen Verbindungsrohr 1 vom Dorn 2 entfernt, wonach die Herstellung des nächsten Verbindungsrohres beginnen kann.
  • Das Erwärmen des Dorns 2 kann beispielsweise mittels eines Gasgebläses von der Innenseite oder der Außenseite her oder auf induktive Weise von der Außenseite her erfolgen.
  • Um eine feste Verbindung zwischen dem Rohrende 4 und dem Dorn 2 während der verschiedenen Herstellungsschritte sicherzustellen, kann der zylindrische Abschnitt 3 des Dorns 2 in vorteilhafter Weise einen expansiven Aufbau haben, so daß der Mantel des Abschnitts 3 in einer Anzahl axial gerichteter Spalte 10 unterteilt und die Expansion auf hydraulische, pneumatische oder rein mechanische Weise über gelenkige Verbindungen bewirkt wird.
  • Das Verschmelzen oder Verschweißen der schraubenlinienförmig gewickelten Schmelzprofile 7 kann durch Ausübung einer schwachen mechanischen Belastung der Schmelzprofile 7 intensiviert werden, z.B. mittels einer rotierenden Rolle 11, die die Schmelzprofile 7, die dicht beieinander auf dem Dorn 2 liegen, unmittelbar hinter der Düse 8 beaufschlagt.
  • Das rotierende Messer 9 enthält vorzugsweise eine sich frei drehende kreisförmige Klinge, die hydraulisch oder mechanisch gegen das auf den Dorn 2 extrudierte Verbindungsrohr 1 gedrückt werden kann.
  • Die Rohre 4, die nach der Erfindung mit einem Verbindungsrohr 1 versehen werden können, sind thermoplastische Rohre verschiedener Art, z.B. ganz konventionelle Polyethylen-Rohre oder schraubenlinienförmig gewickelte Rohre etwas anderer Art.
  • Das Entfernen des Rohrendes 4 mit dem fertigen Verbindungsrohr 1 vom Dorn 2 geschieht durch Einblasen von Druckluft zwischen den Dorn 2 und das Verbindungsrohr 1, vorzugsweise über kleine Spalte oder Löcher, die im konischen Abschnitt 6 des Dorns 2 enthalten sind, im selben Augenblick, in dem eine Druckkraft auf das Verbindungsrohr 1 in Richtung auf das Rohrende 4 ausgeübt wird.
  • In den Fig. 2 bis 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Verbindungsrohres 1 dargestellt. Zur Herstellung dieses Verbindungsrohres hat der konische Abschnitt 6 des Dorns einen im wesentlichen zylindrischen Endabschnitt mit einem größeren Durchmesser, so daß das Verbindungsrohr 1 bei der Herstellung einen zylindrischen Endabschnitt 14 erhält, der entsprechend aufgeweitet ist. Beim Verbinden von Rohren mittels eines solchen Verbindungsrohres 1 kann das Verbindungsrohr - je nach Anwendungsbereich - als solches oder, wenn höhere Anforderungen an die Dichtung gestellt werden, eine Gummidichtung 12 gemäß Fig. 3 oder ein Schweißring 13 gemäß Fig. 4 verwendet werden. In Folge dieser Möglichkeit vergrößert sich der Anwendungsbereich des erfindungsgemäß hergestellten Verbindungsrohres 1 erheblich.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen eines Verbindungsrohres an einem Ende eines thermoplastischen Rohres (4), bei dem ein extrudiertes thermoplastisches geschmolzenes Profil (7) schraubenlinienförmig mit einer Überlappung um einen drehend angetriebenen Dorn (2) gewickelt, das extrudierte Verbindungsrohr (1) abgekühlt, das freie Ende des Verbindungsrohres mittels eines rotierenden Messers (9) zugeschnitten und das fertige Verbindungsrohr von dem Dorn entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende eines vorgefertigten thermoplastischen Rohres (4) auf einen im wesentlichen zylindrischen Endabschnitt (3) des Dorns (2), der erwärmt ist, wobei der Endabschnitt (3) einen dem Innendurchmesser des Rohres (4) entsprechenden Durchmesser aufweist, und bis gegen eine radiale Anschlagfläche (5) des Dorns (2) geschoben wird, die den Endabschnitt (3) und einen leicht konischen Endabschnitt (6) des Dorns (2) verbindet und eine der Wanddicke des Rohrendes (4) entsprechende Breite aufweist; das schraubenlinienförmige Herumwickeln des geschmolzenen Profils an demjenigen Ende des Dorns (2) begonnen wird, das dem Rohrende (4) abgekehrt ist, und in Richtung auf und über das Rohrende hinweg bis zu einem gewünschten Überlappungsmaß zwischen dem extrudierten Verbindungsrohr (1) und dem Rohrende (4) fortgesetzt wird, wonach der Extruder angehalten wird, während sich der Dorn (2) und das Rohr (4) weiterdrehen, und das extrudierte Verbindungsrohr durch Aufsprühen von Kühlwasser von außen her über das Verbindungsrohr abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) vor der Extrusion bis auf wenigstens 100ºC erwärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrende (4) um den zylindrischen Abschnitt (3) des Dorns (2) durch vorübergehende Aufweitung dieses Abschnitts (3) befestigt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das extrudierte geschmolzene Profil (7) mittels einer rotierenden Rolle einer leichten mechanischen Belastung ausgesetzt wird, um das Zusammenschweißen der sich überlappenden geschmolzenen Profilwindungen (7) zu intensivieren.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Messer (9), das eine sich frei drehende kreisförmige Klinge aufweist, beim Zuschneiden des Endes des Verbindungsrohres (1) gegen das thermoplastische Material des Verbindungsrohres (1) gedrückt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrende (4) zusammen mit dem fertigen Verbindungsrohr (1) durch Blasen von Druckluft zwischen Dorn (2) und Verbindungsrohr (1) und gleichzeitige Ausübung einer Druckkraft auf das Verbindungsrohr (1) in Richtung auf das Rohr (4) entfernt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Abschnitt (6) des Dorns mit einem im wesentlichen zylindrischen Endabschnitt mit größerem Durchmesser versehen wird, so daß das fertige Verbindungsrohr einen Endabschnitt (14) erhält, der in entsprechender Weise aufgeweitet ist, so daß die Anwendung eines Dichtungsrings (12) oder eines Schweißrings (13) möglich ist.
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