DE102021003087A1 - Umformen eines PMMA Kunststoffrohres - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur dornbasierten Umformung eines gerade PMMA-Rohres bei gleichbleibendem Innen- und Aussendurchmesser.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umformung eines geraden Rohres aus PMMA Kunststoff nach dem Anspruch 1.
• Bisher sind für das thermoelastische Produzieren und Umformen von faserverstärkten Rohren große, stationäre Anlagen bekannt. Diese Anlagen sind teuer und basieren auf dem bekannten Dornbiegeverfahren. Ein einfaches Verfahren für das Umformen eines einzelnen, geraden Rohres aus PMMA Kunststoff bei gleichbleibenden Innen- und Aussendurchmessern ist nicht bekannt.
• Ziel der Erfindung ist es, ein leicht zu handhabendes, dornbasiertes Verfahren für das Umformen eines geraden PMMA Kunststoffrohres zu finden bei gleichbleibenden Durchmessern.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass Aussen am Rohr ein Umform-Modul bewegt wird, das mittels eines Seilzugs einen Gliederdorn im Rohrinneren mitzieht. Das Rohr wird dazu an einem Ende verdrehsicher gehalten.
• Das Umform-Modul weist in Bewegungsrichtung zuerst eine Walze auf, damit ein eventuell durchhängendes Rohr nicht an der Kante des Umform-Moduls scheuert, nachfolgend einen Ring mit Thermoelementen. Die Thermoelemente sind IR-LEDs und Thermosensoren. Die Thermosensoren überwachen die Temperatur durch Regelung der IR-LEDs, um Risse und Blasenbildung in der Rohrwandung zu vermeiden. Die Temperatur zur Umformung ist materialabhängig. Mit der Abwärme der IR-LEDs lassen sich auch die Umform-Rollen erwärmen.
• Daran anschliessend folgen die Umform-Rollen, die den erwärmten Rohabschnitt umformen. Die beweglich angeordnete Umform-Rolle wird mit der Kraft einer Schraubenfeder bis zu einem Anschlag, der gemäss des Biegeradius vorgegeben ist, in die Umform-Position gedrückt und so das erwärmte und deshalb weiche Rohr umgeformt. Die Schraubenfeder bleibt zusammengedrückt, solange die Umform-Rolle auf einem nicht erwärmten Rohrabschnitt rollt. Die Federkraft ist so bemessen, dass die Umform-Rolle das Rohr nur in einem erwärmten Abschnitt umformen kann.
• Nach dem Durchlaufen der Umform-Rollen wird das Rohr schrittweise mit verschieden temperierten Kühlmittel, z.B. Wasser, gekühlt zur Verfestigung der Biegung. Dabei hat das Wasser im ersten Abschnitt nach der Umformung eine Temperatur knapp unter der Umform-Temperatur. Danach sinkt die Wassertemperatur schrittweise, bis sich die Biegung verfestigt hat.
• Der Gliederdorn ist extra lang mit kleinem Abstand der Kugelsegmente zueinander, z.B. von Albromet, um ein Einfallen der erwärmten Wandung vor der Verfestigung des Materials zu verhindern. Seine Länge ist so bemessen, dass er das Umform-Modul jeweils an dessen Stirnseiten überragt. Er wird, angehängt an ein Zugseil, vom freien Ende her in das Rohr eingeschoben. Der Gliederdorn kann als Thermoelemente, materialabhängig, zusätzliche IR-LEDs und/oder Thermosensoren aufweisen zur Unterstützung bzw. Kontrolle der Umform-Temperatur. Die nötigen Kabel werden mit dem Seilzug geführt.
• Der Seilzug ist am Kopf des Gliederdorns angeordnet und mit dem anderen Ende am Umform-Moduls befestigt. Er wird vom Gliederdorn her kommend am freien Ende des Rohres herausgeführt und über eine Seilrolle umgelenkt aussen am Rohr entlang zum anderen Rohrende. Dort wird er über eine zweite Seilrolle umgelenkt und mit dem Umform-Modul verbunden. Die zweite Seilrolle kann schräg gestellt sein, um den Seilzulauf zu erleichtern. Durch das Bewegen des Umform-Moduls zum freien Rohrende hin wird gleichzeitig der Gliederdorn bewegt.
• Die Umform-Rollen und der Gliederdorn sind mit Vorteil gegen ein Anhaften der Rohrwandung mit einem Trennmittel, z.B. Teflon, beschichtet.
• Am freien Rohrende ist ein kurzes Rohrstück, eingeschoben in das Rohr, angeordnet und eine Seilrolle, passend für den mittig verlaufenden Seilzug. Beides ist auf einer Platte über einer beweglichen Lenkrolle montiert, die die Umformbewegung des Rohres aufnimmt. Dafür ist an der Platte ein Profilstab, mit Vorteil für die Stabilität ein rechteckiges Stabprofil, befestigt angeordnet. Er wird mit seinem freien Ende in einer passenden und mit Rollen versehenen Halterung beweglich gehalten, die am Umform-Modul an der der Schablone gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.
• Das Umform-Modul wird vom gehaltenen Rohrende entlang einer passend geformten Schablone zum freien Rohrende hin bewegt. Die Schablone, passend geformt, kann ein Aluprofil, z.B. ein T- oder ein Z-Profil sein, das auf einer Unterlage montierbar ist. Das Umform-Modul wird mit Vorteil für das Gewicht, in die Schablone eingehängt, wobei waagrechte Laufrollen das Gewicht leichter bewegbar machen und senkrechte Laufrollen die Führung entlang der Schablone unterstützen.
• Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil liegt darin, dass ein gerades PMMA-Rohr mit einem mobilen Umform-Modul als Einzelstück oder als Kleinserie umgeformt werden kann.

Claims (9)

1. Verfahren zur Umformung eines geraden Rohres aus PMMA Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung eines Gliederdorns im Rohrinneren mit der Bewegung eines Umform-Moduls am Rohräusseren korreliert.
2. Verfahren zur Umformung eines geraden Rohres aus PMMA Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Seilzug über Umlenkrollen, jeweils an den Enden des Rohres angeordnet, führbar ist.
3. Verfahren zur Umformung eines geraden Rohres aus PMMA Kunststoff nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gliederdorn Thermoelemente aufweisen kann.
4. Verfahren zur Umformung eines geraden Rohres aus PMMA Kunststoff nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umform-Modul ringförmig angeordnete Thermoelemente, teils federbewegte Umlenkrollen und eine Vorrichtung für das schrittweise Abkühlen des Rohres aufweisen kann.
5. Verfahren zur Umformung eines geraden Rohres aus PMMA Kunststoff nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umform-Modul entlang einer Schablone in Längsrichtung des Rohres bewegbar ist.
6. Verfahren zur Umformung eines geraden Rohres aus PMMA Kunststoff nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr an einem Ende verdrehsicher gehalten wird.
7. Verfahren zur Umformung eines geraden Rohres aus PMMA Kunststoff nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende des Rohres eine geführte Lenkrolle angeordnet sein kann.
8. Verfahren zur Umformung eines geraden Rohres aus PMMA Kunststoff nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umform-Rollen und der Gliederdorn ein Trennmittel aufweisen können.
9. Verfahren zur Umformung eines geraden Rohres aus PMMA Kunststoff nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr mit verschieden temperiertem Kühlmittel abkühlbar ist.