DE1915768A1

DE1915768A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von roehrenfoermigen Gegenstaenden aus geschaeumtem thermoplastischem Harz

Info

Publication number: DE1915768A1
Application number: DE19691915768
Authority: DE
Inventors: George Murota
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1968-03-27
Filing date: 1969-03-27
Publication date: 1969-11-13
Also published as: DE1915768C3; DE1915768B2

Description

Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von röhrenförmigen Gegenständen aus geschäumtem thermoplastischer Harz sch==em==H=arz= Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von röhrenförmigen Gegenständen aus geschäumtem thermoplastischem Harz. Sie bezwecken besonde#re Verfahren und Vorrichtungen dieser Art zu schaffen, die sehr leistungsfähig sind bzw. einen hohen Wirkungsgrad haben.
In leiter Zeit finden Gegenstände aus geschäumtem Material auf den verschiedensten Gebieten Verwendung, so z.B. als Wärmeisolierungen, Verpackungsmaterial und für die Inneneinrichtung von Fahrzeugen. Schaumstoffröhren werden zur Wärmeisolierung für Rohre und als Verpackung für stangenförmige Güter verwendet, insbesondere solche, deren Oberfläche leicht beschädigt werden kann.
Ein bekanntes Verfahren zur Ausbildung solcher Schaumstoffröhren besteht darin, daß man den Schaumstoff in einer Form erwärmt und schäumt bzw. ausdehnen läßt, worauf man die Form abkühlt, damit man die eramnschte Formgestaltung erhält. Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, eine oder mehrere Schichten von Schaumstoffbahnen umzuwickeln und danach den Schaumstoff mit Papier oder einer Stoffbahn zu umwickeln, damit er sich nicht verformen kann, worauf er eine gewisse Zeit lang erwärmt und danach abgekühlt wird.
Bei den bekannten Verfahren ist eine Reihe von teuren Formen erforderiich, damit man röhrenfötmige Gegenstände verschiedener Außen- oder Innendurchmesser herstellen kann. Ferner arbeiten diese Verfahren nach dem Chargenbetrieb, wobei der in hohem Maße wärmeisolierende Schaumstoff insgesamt erwärmt werden muß, was eine lange Aufheiz- und Abkühlzeit erfordert und damit eine hohe Produktionsleistung unmöglich macht.
Mit der Erfindung sollen Herstellungsverfahren geschaffen werden, mit denen röhrenförmige Schaumgegenstände aus einer Bahn bzw.
einem Flächenstück aus geschäumtem thermoplastischem Harz in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden können, sowie eine Vorrichtung mit hoher Produktionsleistung zur Durchführung dieser Verfahren.
Dies wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, daß man eine Bahn aus geschäumtem thermoplatischem Harz zusammenrollt bzw. wickelt, ihre Oberflächen erwärmt und dann die erwärmten Flächen zur Ausbildung eines röhrenförmigen Gegenstandes miteinander verbindet. Nach der Erfindung werden als Schaumstoffe flexible oder halbsteife Schäume aus thermoplastischem Harz verwendet, beispielsweise aus Polyolefinen, mit anderen Komponenten copolymerisierten Olefinen, vernetzten Polyolefinen, Vinylpolymeren und mit diesen Polymeren vermischtem natürlichem oder synthetischem Kautschuk.
Nach der Erfindung kann einerseits eine Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz kontinuierlich in eine Röhrenform gebracht werden, wobei ihre Längsseitenflächen (la und lb in Fig. 3d) erwärmt und danach zur Ausbildung des er##nschten röhrenförmigen Gegenstandes miteinander verbunden werden. Andererseits kann eine Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz in mehreren Schichten um einen Kern gewickelt werden, wobei die gegenüberliegenden Flächen der angrenzenden Schichten erwärmt und während des Aufwickelvorganges der Bahn fortschreitend miteinander verbunden werden, so daß ein röhrenförmiger Gegenstand aus mehreren Schichten aufgebaut wird (Fig. 17).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, wobei Fig. 1 in einer Draufsicht eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von röhrenförmigen Gegenständen aus geschäumtem thermoplastischem Harz gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1.
Fig 3a bis 3f sind aufeinanderfolgende Querschnittsansichten der Bahn, während sie zu einer Röhre verformt wird, und zwar in den Schnittlinien 3a bis 3f der Fig. 1 und 2.
Fig. 4 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Teiles der Vorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform, die gegenüber der ersteren abgeändert ist.
Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4.
Fig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 4.
Fig. 7 ist ein Schnitt längs der Linie Vil-Vil der Fig. 4.
Fig. 8 ist eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung nach einer dritten Ausführungsform.
Fig. 9 ist ein Schnitt längs der Linie IX-IX der Fig. 8.
Fig. 10 ist ein Schnitt längs der Linie X-X der Fig. 8.
Fig. 11 ist eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung nach einer vierten Ausführungsform' die gegenüber der dritten abgeändert ist und bei der ein Kern verwendet wird.
Fig. 12 ist eine Draufsicht auf eine Vorrichtung, in der die Führungsrollen der Fig. 11 durch Führungsbänder ersetzt sind.
Fig. 13 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 12.
Fig. 14 ist ein Schnitt längs der Linie XIV-XIV der Fig, 12.
Fig. 15 zeigt einen Querschnitt einer zusammengesetzten Röhre, die man dadurch erhält, daß man den bei der vierten Ausführungsform verwendeten Kern nicht entfernt.
Fig. 16 zeigt einen Querschnitt einer weiteren zusammengesetzten Röhre, die einen bei der vierten Ausführungsform verwendeten Kern enthält, der mit wärmeisolierendem Material umgeben ist.
Fig. 17 zeigt schematisch eine fünfte Ausführungsform.
Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht eines röhrenförmigen Gegenstandes aus Schaumstoff, den man nach dieser fünften Ausführungsform erhält.
Fig. 19 ist eine perspektivische Ansicht des Rohrstückes nach Fig. 18, das längs der Linie XIX-XIX aufgeschnitten ist.
Fig. 20 zeigt schematisch eine sechste Ausführungsform nach der Erfindung.
Fig. 21 ist ein Schnitt längs der Linie XXI-XXI der Fig. 20.
Fig. 22 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäß hergestelltes Rohrstück, das mit wärmeisolierendem Material ausgekleidet ist.
Die erste Ausführungsform nach der Erfindung, die auch die erste Lösung darstellt, ist. in den Fig. 1, 2 und 3a bis 3f wiedergegeben. In den Fig. 1 und 2 wird mit 1 eine Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz bezeichnet. Durch eine Form 17 wird diese Bahn nach und nach zu den in den Fig. 3a, 3b, 3c und 3d dargestellten Querschnittsformen verformt, wobei ihre Längsseiten la und lb gegebenenfalls miteinander in Berührung kommen können. Die Längsseiten la und lb werden erwärmt und durch eine Aufheizeinrichtung 18 zum Schmelzen gebracht, wonach die in Röhrenform überführte Bahn durch eine Führungswalze 19 -wie in Fig. 3e dargestellt - flach gedrückt wird, damit die Längsseiten miteinander verbunden werden.
Während die so ausgebildete Röhre durch vier Bänder oben, unten, rechts und links weiterhin flach zusammengedrückt gehalten wird, kühlt sie sich an den miteinander verbundenen Längsseiten ab und wenn kein Druck mehr ausgeübt wird, nimmt sie wieder die in Fig. 3f dargestellte Röhrenform an. Die Form 17 ist so ausgelegt, daß der Querschnitt der Schaumstoffbahn - wie in den Fig. 3a-bis 3d dargestellt - fortschreitend verändert wird, während sie die Form durchläuft. Nach Verlassen der Form 17 nimmt die Bahn eine Röhrenform an, wobei - wie in Fig. 3d dargestellt - die in Längsrichtung parallelen Seitenflächen la und ib einander so gegenüberliegen, daß ein V-förmiger Spalt yeLlldet wird. An die Form 17 schließt sich eine Aufheizeinrichtung 18, wie etwaiilektrischer Lötkolben, ein Brenner oder eine ißluftdüse, sowie ar.e Führungswalze 19 an, Die Führungswalze 19 hat eine vorgeschriebene Breite und ist an beiden Seiten in einem vorbestimmten Abstand mit zwei Flanschen versehen. Diese Führungswalze 19 ist weiterhin so angeordnet (beispielsweise höher als die Form 17), daß die Längsseitenflächen der Bahn in enge Berührung miteinander gebracht werden. enn demnach die Bahn die Führungswalze 19 erreicht, wird sie einer gewissen Spannung unterzogen und wie in Fig. 3e dargestellt, flachgedrückt. In diesem zusammengedrückten Zustand werden die Längsseitenflächen la und lb der Bahn, die vorher durch die Aufheizeinrichtung 18 erwärmt wurden, fest miteinander verbunden.
Es ist wichtig, daß die erwärmte Verbindungsnaht nicht mit der Führungswalze 19 in Berührung kommt.
Die Längsseitenflächen la und lb der Bahn können nicht nur durch die Aufheizeinrichtung 18 miteinander verbunden werden, sondern auch durch Verwendung von schmelzflüssigem Harz der gleichen Art wie der der Bahn.
Eine Formeinrichtung setzt sich aus vier Bändern, nämlich 2, 6, 6' und 13 zusammen und transportiert den röhrenförmigen Schaumgegenstand vorwärts, wobei er ebenso flach zusammengednuckt gehalten wird, wie er durch die Führungswalze 19 flach gedrückt wurde, während sich seine durch Schmelzen verbundene VerDinoun§snaht abkühlt.
Auf der Unterseite dieser Formeinrichtung ist ein unteres horizontales Band 2 angeordnet, das, geführt durch drei Pühnlngsrollen 3, 4 und 5, umläuft. Ferner sind zwei senkrecht liegende Seitenbänder 6 auf beiden Seiten angeordnet. Diese ebenfalls mlaufenden, senkrecht liegenden Bänder werden durch jeweils zwei größere Führungsrollen 7, 8 und 9 und jeweils zwei kleinere Führungsrollen 10 und 11 geführt, damit die Breite dieser Formeinrichtung gesteuert werden kann. Zwischen den kleineren Führungsrollen 10 und 11 (von denen nachfolgend lediglich ein Paar beschrieben wird) erstreckt sich eine Führungsplatte 12D damit die Formeinrichtung über die gesamte Strecke zwischen den kleiregen Führungsrollen 10 und 11 eine gleichförmige Breite ein hält, Weiterhin ist ein oberes, horizontal liegendes Band 13 vorgesehen, das über Führungsrollen 14, 15 und 16 umläuft. Diese vier die Formeinrichtung bildenden Bänder, d.h. das untere horizontale Band 2, die zwei senkrechten Seitenbänder 6 und das obere horizontale Band 13, bilden über die Strecke zwischen den kleineren Führungsrollen 10 und 11 eine rechteckige Querschnittsform. Wenn demnach die Schaumstoffröhre in diese Formeinrichtung eingeleitet wird, unterliegt sie immer einem von den Bändern2, 5 und 13 ausgeübten Druck und behält die obige, flachgedrückte Form bei, deren Umfangslinie annähernd rechteckig ist. Die Querschnittsgröße der Formeinrichtung kann durch Ändern der Lage dieser vier Bänder frei variiert werden.
Es ist demnach mit ein und derselben Anlage ohne weiteres möglich, röhrenförmige Gegenstände unterschiedlicher Größe aus Kunststoffschaum kontinuierlich und wirtschaftlich bzw. unter erhöhter Produktionsleistung herzustellen.
Anhand der Fig. 3a bis 3f werden anschließend die aufeinanderfolgenden Herstellungsstufen bei dieser ersten Ausführungsform näher erläutert. Die Querschnittsformen der Fig. 3a bis 3f, die die Schaumstoffbahn 1 nach und nach annimmt, während sie verformt wird, entsprechen denen, die die Schaumstoffbahn hat, wenn sie die durch Linien in den Fig. 1 und 2 angegebenen Stellen 3a bis 3f durchläuft. Beim Verlassen der Form hat die Bahn eine Querschnittsform, wie sie in Fig. 3d dargestellt ist, wobei die gegenüberliegenden Seitenflächen 1 a und lb des zusammengerollten Rohrmantels einen V-förmigen Spalt bilden. Dabei liegen die Endflächen am inneren Ende des Spaltes, d.h. am Ansatz der V-Form, aneinander und entfernen sich in Richtung auf die Außenseite des Spaltes hin immer weiter voneinander.
Die zusammengerollte Bahn mit der Querschnittsform nach Fig. 3d wird zur Führungswalze 19 geführt, deren die Bahn berührende Fläche höher liegt als der Auslaß der Form 17. Während sich die Bahn der Führungswalze 19 nähert, wird sie in ihrer Längs-oder Fortbewegungsrichtung einer Spannung unterworfen, wobei der V-förmige Spalt der Fig. 3d fortschreitend verkleinert wird. Die zwei auf den beiden Seiten der Führungswalze 19 befestigten Flansche haben einen Abstand voneinander gleich der Seitenlänge der Querschnittsform der in Fig. 3e dargestellten, flachgedrüclcten Bahn, so daß die zusammengerollte Bahn, wenn sie die Führungswalze 19 erreicht, seitlich zwischen diesen zwei Flanschen zusammengedrückt wird, wodurch der V-förmige Spalt - wie in Fig. 3e dargestellt - vollkommen geschlossen wird. Nachdem zwischen der Form 17 und der Führungswalze 19 eine Aufheizeinrichtung 18, wie etwa ein elektrischer Lötkolben, angeordnet ist, können dabei die Seitenflächen der Bahn miteinander verschmelzen. Während man die flachgedrückte Bahn abkühlen läßt, damit ihre miteinander verbundenen Seitenflächen während des Durchlaufs durch die Formeinrichtung fest aneinander gedrückt werden, behält sie noch die in Fig. 3e dargestellte Querschnittsform bei. Beim Verlassen dieser Formeinrichtung dehnt sich die flachgedrückte Bahn aufgrund der Elastizität des Schaumstoffes aus und nimmt an der Stelle 3f der Fig. 1 und 2 die in Fig. 3f dargestellte Querschnittsform an, so daß sich eine Röhre mit vollkommen geschlossenem, kreisförmigem Querschnitt ergibt.
Röhren aus Kunststoffschaum haben ein sehr großes spezifisches Volumen, weshalb die Transportkosten hoch sind. Da diese Vorrichtung jedoch sehr billig ist, können jene Betriebe, die derartige Schaumstoffröhren in großen Mengen verwenden bzw.
benötigen, diese Vorrichtung leicht erwerben oder einfach aufo bauen und die Herstellung selbst übernehmen, wodurch die Transportkosten eingespart werden, die beim Einkauf vom Hersteller entstehen.
Gegenüber der ersten Ausführungsform, bei der die Formeinrichtung aus vier Bändern gebildet wird, zeigen die Fig. 4 bis 7 eine zweite Ausführngsform, bei der eine Rolle 20 vorgesehen ist, in deren Umfang eine Nut ausgespart ist, sowie ein endloses Band 21, das durch die Nut geführt wird. Falls erforder-, lich, können Führungsrollen 22, 23 und 24 vorgesehen werden.
Die Nut in der Rolle 20 hat eine Breite, die im wesentlichen gleich der Seitenbreiteder Querschnittsform der flachgedrücktien Bahn nach Fig. 3e ist. Damit man Röhren mit verschiedenen Durchmessern und Wandstärken herstellen kann, sollte vorzugsweise die Nut in der Rolle 20 durch eine geeignete Einrichtung in der Breite verstellbar sein. Wie bei der ersten Ausführungsform wird die zusammengerollte Schaumstoffbahn 1, deren Längsseitenflächen durch eine Aufheizeinrichtung 18 erwärmt wurden, zwischen die Bodenfläche der Nut in der Rolle 20 und das endlose Band 21 geführte Während man die erwärmten Seitenflächen der Bahn abkühlen läßt, damit sie während ihres Durchlaufs durch diese Formeinrichtung fest miteinander verbunden bleiben, behält die erwärmte Bahn die flachgedrückte Form bei. Beim Verlassen der F#ormeinrichtung dehnt sich die flachgedrückte Bahn aufgrund der Elastizität des Schaumstoffes auf natürlichem Wege aus, so daß man eine Röhre mit kreisförmigem Querschnitt erhält.
Die Fig. 5, 6 und 7 sind Querschnittsansichten längs der Linien V V, VI-VI bzwe Vil-Vil der Fig. 4, die die verschiedenen Formen zeigen, die die Schaumstoffbahn während ihres Durchlaufs durch die Formeinrichtung annimmt. Die Bezugszeichen der Fig. S bis 7 sind die gleichen wie die in Fig0 4e Bei der ersten Ausführungsform wird zwar' eine Führungswalze 19 verwendet, jedoch ist eine Vorrichtung ohne eine solche Führungswalze, bei der eine Aufheizeinrichtung 18 anschließend an die Form 17 vorgesehen ist, worauf eine Formeinrichtung folgt, für die Herstellung von Schaumstoffröhren aus thermoplastischem Harz vollkommen ausreichend. Die zweite Ausführungsform zeigt einen solchen Fall, in dem keine Führungswalze 19 verwendet wird. Die Führungswalze 19 hat die Funktion, eine Zugspannung auf die Schaumstoffbahn auszuüben, um deren Längsseitenflächen gegeneinander zu drücken und sie erleichtert den Betrieb, wenn sie zwischen der Form 17 und der Formeinrichtung - wie bei der ersten Ausführungsform dargestellt - angeordnet wird.
Anhand der Fig. 8 bis 10 wird nachfolgend eine dritte Ausführungsform nach der Erfindung näher erläutert. Vor einer Schaumstoffbahn aus thermoplastischem Harz mit einer vorgeschriebenen Breite und Dicke-sind zwei Führungswalzen 25 angeordnet, vor.
denen jede eine beispielsweise halbkreisförmige Ausnehmung 254 hat, so daß, wenn beide Führungswalzen 25 zusammen angeordnet werden, ihre halbkreisförmigen Ausnehmungen gemeinsam den Kreisquerschnitt einer herzustellenden Röhre bilden. Wenn die Bahn 1 zwischen die zwei Führungswalzen 25 eingeführt wird, wird sie so verformt, daß ihre Längsseitenflächen la und Ib miteinander in Berührung kommen, wobei diese Verformung der Bahn kontinuierlich erfolgt. Auf dieser Seite der Führungswalzen 25 ist eine Aufheizeinrichtung 26, beispielsweise eine Heißluftdüse, angeordnet, durch die die Längsseitenflächen ld und Ib der Bahn auf eine vorgeschriebene Temperatur erwärmt werden, so daß sie zur Ausbildung eines röhrenförmigen Körpers miteinander verbunden werden, während die Bahn 1 durch die Führungswalzen 25 geführt wird. Hinter diesen Führungswalzen 25 ist ein weiteres Paar von Führungswalzen 27 angeordnet, die die gleiche Größe und Form wie die ersteren haben und senkrecht 0 zu diesem bzw. um 90 verdreht zu diesen angeordnet sind Vorzugsweise ist ein weiteres Paar von Führungswalzen 28 mit der gleichen Größe und Form wie die Führungswalzen 25 parallel zu diesen angeordnet Diese zusätzlichen Paare von Führungswalzen 27 und 28 drücken die kontinuierlich aus den Führungswalzen 25 austretende, zusammengerollte Bahn 1 sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung zusammen, so daß die Formgebung bzw. Krümmung der Bahn 1, die in die erwünschte Querschnittsform des Endproduktes gebracht wurde, aufrecht erhalten' wird Falls erforderlich, kann vor den Führungswalzen 28 eine Aufheizeinrichtung 29 angeordnet werden, welche die Röhre gleichmäßig erwärmt, damit die von der Verformung der Bahn herrührenden inneren Spannungen beseitigt werden. Weiterhin kann vor bzw.
anschließend an die Aufheizeinrichtung 29 eine Kühleinrichtung 30 vorgesehen werden, mit der die vorher in dieser Aufheizeinrichtung 29 erwärmte Schaumstoffröhre abgekühlt und gehärtet wird, damit man eine Röhre mit vorgeschriebener Querschnittsform erhält.
Die inneren Spannungen können auch bei der ersten und zweiten Ausführungsform beseitigt werden. Eine Schaumstoffröhre; bei der die inneren Spannungen beseitigt sind, ist in vielfacher Hinsicht vorteilhafter als eine Schaumstoffröhre, bei der die inneren Spannungen nicht beseitigt wurden. Ein spannungsfreier Schaumstoffgegenstand behält die Röhrenform selbst dann bei, wenn er in Längsrichtung aufgeschnitten wird und es treten im Laufe der Zeit keine Kontraktionen oder Deformationen auf.
Anhand der Fig. 11 bis 14 wird im folgenden eine vierte Ausführungsform näher erläutert, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 8 bis 10 versehen sind. In Fig. 11 ist ein zylindrischer Kern 31 vorgesehen, mit dem die Verformung der Bahn 1 erleichtert werden soll. Wenn der Kern kontinuierlich mit der Bahn 1 als Mittel mitgeführt wird, das beim Aufrollvorgang der Bahn 1 die axiale Mitte bildet und der gleiche Vorgang wie bei der dritten Ausführungsform durchgeführt wird, so werden die Längsseitenflächen la und Ib der Bahn 1 in wirksamer Weise durch eine Kraft miteinander verbunden, die durch die Berühung zwischen der Umfangsfläche des Kernes 31 und den Führungswalzen 25, 27 und 28 hervorgerufen wird, wodurch man in einfacher Weise und zwangsläufig bzw. fehlerfrei eine Röhre herstellen kann. In diesem Falle können auch die Führungswalzen 25, 27 und 28 durch Führungsbänder 33 ersetzt werden, wie sie in den Fig. 12 bis 14 dargestellt sind.- Wenn der Kern 31 aus flexiblem Material besteht, ist es möglich, ihn aus der aus der Kühleinrichtung austretenden Röhre durch eine Schr.lttöffnung herauszuführen, wenn sie durch eine nicht dargestellte Schneidvorrichtung ein vorbestimmtes Längsstück aufgeschnitten wird. In diesem Falle wird der flexible Kern in einer durch den Pfeil in Fig. 11 angedeuteten Richtung kontinuierlich abgezogen. Selbst nachdem der Kern 31 herausgezogen ist, nimmt die Röhre, die durch die Kühleinrichtung bereits abgekühlt und gehärtet ist, nicht wieder ihre ursprüngliche Bahnform ein, sondern behält genau die gleiche Röhrenform bei, in die sie zunächst gebracht wurde und wenn bei dieser Verfahrensweise der Kern nicht herausgenommen wird, so erhält man eine zusammengesetzte Röhre, die aus einer röhrenförmigen Bahn aus Schaumstoff und dem Kern 31 besteht und einen Gesamtquerschnitt hat, wie er in Fig. 15 dargestellt ist. Wenn beispielsweise ein aus einem Kupferrohr bestehender Kern 31 im Endprodukt verbleibt, so erhält man damit in einfacher Weise ein zusammengesetztes Rohr mit guter Wärmeisolation. Wenn man bei der obigen Verfahrensweise einen mit einem guten hitzebeständigen Material 34, wie etwa Glaswolle, Asbest oder Steinwolle, umwickelten Kern 31 verwendet, erhält man damit ein zusammengesetztes Rohr mit erhöhter Hitzebeständigkeit, dessen Querschnitt in Fig. 16 da-rgestellt ist.
Wenn bei dieser vierten Ausführungsform ein erwärmtes Kupferrohr verwendet wird, so erhält man eine starke Verbindung mit dem umgebenden Kunststoffschaum, wodurch ein zusammengesetztes Rohr mit noch besserer Qualität hergestellt werden kann. Wenn anstelle eines Kupferrohres ein elektrischer Leitungsdraht verwendet wird, so kann man damit ein K#unststoffschaum-isoliertes elektrisches Kabel herstellen.
Bei der obigen dritten und vierten Ausführungsform handelt es sich um den Fall, wo lediglich die Längsseitenflächen der zusammengerollten Bahn 1 erwärmt werden. Es ist jedoch offensichtlich, daß auch die gesamte Bahn 1 erwärmt werden kann, außer eine solche Erwärmung verursacht Veränderungen in der Dicke dieser Bahn 1.
Die Ausführungsformen eins bis vier nach der Erfindung, bei denen es sich um einen ersten Lösungsweg handelt, sind gekennzeichnet durch die kontinuierliche Ausbildung eines röhrenförmigen Gegenstandes aus einer Bahn aus Kunststoffschaum, die es ermöglicht, mittels einer sehr einfachen Anordnung bei niedrigen Kosten Röhren aus Kunststoffschaum von guter Qualität in verschiedenen' Größen herzustellen. Die hierbei verwendete Formeinrichtung ist gewöhnlich etwa 0,5 bis 8 m lang und die Aufnahmegeschwindigkeit beträgt etwa 1 bis 10 m pro Minute.
Im folgenden wird anhand der Fig. 17 bis 19 eine fünfte Ausführungsform näher erläutert, die einen zweiten Lösungsweg nach der Erfindung darstellt. Nach Fig. 17 wird ein Ende einer Bahn 1 aus geschäumtem thermoplastischem Harz an einem Kern 35 befestigt, der sich dreht und mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden ist. Neben dem Kern 35 ist ein Halter 36 angeordnet, dessen Achse parallel zu der des Kernes 35 liegt. Dieser Halter 36 soll die Bahn 1 an den Kern 35 andrücken, wenn sie um diesen aufgewickelt wird. Ferner ist eine Aufheizeinrichtung 37 an einer Stelle vorgesehen, an der das Ende des vorausgehenden Abschnittes der Bahn entsprechend etwa einer Umdrehung des Kernes 35 über den Anfangsteil des nachfolgenden ähnlichen Abschnittes dieser Bahn zu liegen kommt. Wenn der Kern 35 in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung durch den Antrieb in Drehung versetzt wird, wird die Bahn 1 kontinuierlich auf den Kern 35 aufgewickelt. In diesem Falle erwärmt die Aufheizeinrichtung 37 die angrenzenden Oberflächen des Abschnittes der Bahn 1, der zuletzt auf den Kern 35 aufgewickelt wurde, und des Abschnittes, der anschließend um den Kern 35 aufgewickelt wird, damit eine gute Verbindung zwischen diesen beiden gewährleistet ist. Auf diese Weise wird ein aus mehreren Schichten bestehendes Rohrstück 38 ausgebildet, wie es in Fig. 18 dargestellt ist. Vorzugsweise werden beide Oberflächen der aneinandergrenzenden Schichten der Bahn erwärmt, jedoch ist es auch möglich, lediglich eine der beiden zu erwärmen. In diesem Falle sollte die Aufheizeinrichtung 37 vorzugsweise aus einer Infrarotlampe, Heißluft oder einer Flamme zum Aufheizen lediglich der Oberfläche der Bahn 1 bis zur geeigneten Temperatur bestehen, damit man das erwünschte, aus mehreren Schichten bestehende Rohrstück erhält.
Wenn dieses in Fig. 18 dargestellte Rohrstück 38 längs der Linie XIX-XIX durchschnitten wird, so erhält man damit ein röhrenförmiges Stück 39, das an einer Stelle in Längsrichtung aufgeschnitten ist. Da dieses röhrenförmige Stück 39 eine gleichmäßige Dicke um den gesamten Umfang hat, ist es besonders als Wärmeisolierung geeignet, indem man es auf der Außenseite verschiedener Arten von Rohren oder Leitungen aufzieht. Wenn in diesem Falle der Kern 35 einen dreieckigen, elyptischen oder quadratischen Querschnitt hat, so erhält man damit ein aus mehreren Schichten bestehendes, röhrenförmiges Stück mit einem dreieckigen, ellyptischen bzw. quadratischen Querschnitt.
Anhand der Fig. 20 und 21 soll schließlich eine sechste Ausführungsform beschrieben werden. Die erste bandförmige Bahn 1, die kontinuierlich von einer Spule 40 abgezogen wird, wird in Schraubenlinien gleichmäßig um einen Kern 35 gewickelt, wobei die angrenzenden Windungen ohne Überlappung aneinanderliegen, und weiterhin wird auf diesen Windungen eine zweite bandförmige Bahn 100 aus geschäumtem thermoplastischem Harz in entgegengesetzter Richtung in Schraubenlinien aufgewickelt, Die Außenfläche der auf den Kern aufgewickelten Bahn 1 aus Kunststoffschaum und die Innenfläche der darauf aufgewickelten Bahn 100 werden durch die Aufheizeinrichtung 37 zur Ausbildung eines kontinuierlichen Längsstücks einer Röhre erwärmt Dieses Beispiel zeigt die Herstellung eines röhrenförmigen, aus zwei Schichten einer Schaumstoffbahn zusammengesetzten Gegenstandes. In der gleichen Weise ist es möglich, ein aus drei oder mehreren Schichten dieser Bahn bestehendes Rohrstück herzustellen. Auch kann eine solche Röhre dadurch hergestellt werden, daß man die Säume der angrenzenden Schichten versetzt und sie in der gleichen Richtung aufwickelt.
Durch diese Verfahrensweise kann eine Röhre mit sehr großer Wandstärke durch bloßes Aufheizen lediglich der Oberflächen der Bahnen aus Kunststoffschaum hergestellt werden. Sie beansprucht deshalb auch weit weniger Zeit als ein herkömmliches Verfahren, bei dem die Bahn aus Kunststoffschaum zur Ausbildung einer Röhre insgesamt erwärmt werden muß.
Wenn ein röhrenförmiger Gegenstand, der nach der Erfindung aus einer Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz hergestellt wird, in einem Stück mit einem Material ausgekleidet wird, das gegenüber der Hitze besser widerstandsfähig ist als dieses geschäumte Harz, so erhält man damit eine zusammengesetzte Röhre für die Wärmei solierung, deren hervorragende Hitzebeständigkeit es erlaubt, sie über einen breiten Temperaturbereich von hohen bis niedrigen Temperaturen zu verwenden. Nach Fig. 22 wird die Innenfläche einer aus einer Schaumstoffbahn hergestellten Röhre mit einem guten hitzebeständigen Material 34, wie etwa Glaswolle, Steinwolle oder Asbest in einem Stück ausgekleidet, wodurch man die obige Wärmeisolation erhält. Da die Schaumstoffbahn 1 aufgrund ihres Aufbaus aus unabhänigen bzw. nicht miteinander in Verbindung stehenden Zellen kein Wasser aufsaugt und die oben genannte Auskleidung 34 hitzebeständig ist, kann die zusammengesetzte Röhre über einen breiteren Temperaturbereich von hohen bis niedrigen Temperaturen sowie vielfältiger verwendet werden als wenn sie nur aus der Schaumstoffbahn bestehen würde. Dies wurde mittels eines Kupferrohres von 18 mm AuRendurchmesser nachgewiesen, das mit einer röhrenförmigen Umhüllung aus geschäumtem,vernetztem Polyäthylen von 18 mm Innendurchmesser und 15 mm Dicke umkleidet wurde, worauf Wasserdampf 0 von 120 C durch das Kupferrohr geleitet wurde. Nach etwa 30 Minutenkonnte eine Verformung der'Umhüllung aus geschäumtem, vernetztem Polyäthylen festgestellt werden. Danach wurde die innere, 7,5 mm dicke Hälfte der Wand aus Polyäthylen durch Glaswolle ersetzt. Dieses zusammengesetzte Rohr 2 wurde kontinuierlich 40 Stunden lang den gleichen oben angegebenen Bedingungen unterworfen, ohne daß sich eine Deformation zeigte.
Wie aus der Beschreibung der vorausgehenden Ausführungsformen ersichtlich ist, besteht die Erfindung darin, eine Bahn aus gegeschäumtem thermoplastischem Harz zusammenzurollen, die Oberfläche der Bahn zu erwärmen und dann die erwärmten Oberflächen miteinander zu verbinden, um einen röhrenförmigen Gegenstand aus geschäumtem Harz herzustellen. Demnach kann selbst ohne Verwendung einer Form, wie sie bei den bekannten Verfahren erforderlich ist, nach der Erfindung ein röhrenförmiger Gegenstand mit gleichmäßigem, vorgeschriebenem Querschnitt in jeder erwünschen Länge und in großen Mengen hergesfellt llt werden. Ferner wird die Abkühlzeit verringert, da ledigli Bahnoberflächen erwärmt werden. Diese Merkmale verringern in bemerkenswerter Weise die Produktionskosten.
Alle Herstellungsverfahrens die in Verbindung mit den obigen Ausführungsformen, abgesehen von der fünften, beschrieben wurden, sind kontinuierlich, weshalb man bei hoher Produktionsleistung Schaumstoffröhren gleichmäßiger Qualität herstellen kann. Insbesondere können mit den Verfahren nach der ersten, zweiten und sechsten Ausführungsform Schaumstoffröhren in einer Reihe von verschiedenen Außendurchmessern und Wandstärken unter Verwendung ein und derselben Vorrichtung produziert werden.
Weiterhin kann nach den Verfahren gemäß der dritten, vierten und sechsten Ausführungsform ein zusammengesetzter Körper eines Rohres, einer Stange, eines elektrischen Leitungsdrahtes oder dergleichen mit Kunststoffschaum röhrenförmig umhüllt werden, wenn man den jeweiligen Körper als Kern verwendet.
Die erfindungsgemäß hergestellten' Röhren aus Kunststoffschaum können auf einer ganzen Reihe von wirtschaftlichen Anwendungsgebieten vorteilhaft Verwendung finden, da sie kontinuierlich hergestellt sind, durch die einheitliche Ausbildung ein glattes und gleichmäßiges Aussehen haben und bezüglich der Wärmeisolierung hervorragend sind. Versuche hinsichtlich der Adhäsion zwischen den verbundenen Endflächen einer nach der Erfindung hergestellten Röhre zeigen, daß sich die verbundenen Abschnitte unter keinen Umständen voneinander lösen, und wenn Versuche unter Krafteinwirkung ausgeführt werden, um die verbundenen Abschnitte voneinander zu trennen, die anderen Teile der Röhre zuerst reißen bzw. brechen, wobei sich eine frische Bruchfläche ergibt, was beweist, daß die Kraft, mit der die Abschnitte aneinander hängen, weit größer ist als die, die zum Zerstören des Schaummaterials selbst erforderlich ist.
Wenn weiterhin die Innenfläche einer nach der Erfindung aus geschäumtem thermoplastischem Harz hergestellten Röhre mit einem hitzebeständigen Material ausgekleidet wird, so erhält man damit eine zusammengesetzte Röhre mit hervorragender Hitzebeständigkeit.
Wenn ein erfindungsgemäß hergestellter, röhrenförmiger Gegenstand witterungsbeständig oder selbstlöschend sein soll, kann seine Oberfläche vorzugsweise mit beispielsweise einem Polyvinylchloridfilm überzogen werden.

Claims

P a t e ri t a n S E! r ü c h e

P a t e n' t a#n###s#p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung eines röhrenförmigen Gegenstandes aus einer Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bahn zusammengerollt bzw.

gewickelt wird, ihre Oberflächen erwärmt und dann die erwärmten Flächen der Bahn zur Ausbildung eines röhrenförmigen Gegenstandes miteinander verbunden werden.
2. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines röhrenförmigen Gegenstandes aus einer Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bahn kontinuierlich so zusammengerollt wird, daß ihre Längs-' seitenflächen dicht nebeneinander oder berührend aneinanderliegen, diese Seitenflächen erwärmt werden und ein Druck aufgebracht wird, so daß diese Seitenflächen vollkommen miteinander in Berührung kommen, und daß schließlich dieser Zustand bzw. diese Stellung der Bahn solange aufrechterhalten wird, bis diese Seitenflächen durch Abkühlung fest miteinander verbunden sind, wodurch sich ein röhrenförmiger Gegenstand ergibt.
3. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines röhrenförmigen Gegenstandes aus einer Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bahn kontinuierlich so zusammengerollt wird, daß ihre Längsseitenflächen miteinander in Berührung kommen, diese Seitenflächen kontinuierlich erwärmt werden, danach ein Druck ausgeübt wird, um die Bahn flach zu drücken, und daß schließlich nach dem Verschmelzen die Bahn so lange zusammengedrückt gehalten wird, bis die Seitenflächen durch Abkühlung fest miteinander verbunden sind.
4 Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz unter Verwendung eines Kernes röhrenförmig geformt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bahn unter Verwendung eines Kernes zu einem zusammengesetzten röhrenförmigen Gegenstand geformt wird, der den Kern enthält.
6. Verfahren zur Herstellung eines röhrenförmigen Gegenstandes aus einer Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn um den äußeren Umfang eines Kernes gewickelt und entweder eine oder beide Berührungsflächen der angrenzenden Schichten der Bahn zur Ausbildung eines röhrenförmigen, aus mehreren Schichten bestehenden Gegenstandes erwärmt werden.
7. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines röhrenförmigen Gegenstandes aus einer Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Bahn auf dem äußeren Umfang eines Kernes und danach eine zweite Bahn auf diesen Windungen in entgegengesetzter Richtung kontinuierlich in Schraubenlinien aufgewickelt wird, worauf entweder eine oder beide Kontaktflächen der Bahn zur Ausbildung eines röhrenförmigen, aus mehreren Schichten bestehenden Gegenstandes kontinuierlich erwärmt. werden.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des röhrenförmigen Gegenstandes aus geschäumtem thermoplastischem Harz mit einem hitzebeständigen Material ausgekleidet wird.
9. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines röhrenförmigen Gegenstandes aus einer Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz, gekennzeichnet durch eine Form (17) zum Zusammenrollen der Bahn (1), so daß ihre Längsseitenflächen (la, Ib) miteinander in Berührung kommen, durch eine Aufheizeinrichtung (18) zum Erwärmen dieser Seitenflächen und durch vier endlose Bander (2, 6, 13), die im Querschnitt gesehen die Bahn flach zusammengedrückt halten, wobei die Seitenflächen bis zur vollständigen Abkühlung unter Druck stehen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der. Form (17) und den vier endlosen Bändern (2, 6, 13) eine Führungswalze (19) vorgesehen ist, durch die eine Spannung auf die Bahn ausgeübt wird, damit deren Längsseitenflächen (la, lb) gegeneinander gedrückt werden.
11. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines röhren förmigen Gegenstandes aus einer Bahn aus geschäumtem thermoplastischem Harz, gekennzeichnet durch eine Form zum Zusammenrollen der Bahn, so daß deren Längsseitenflächen in Berührung miteinander kommen, durch eine Aufheizeinrichtung zum Erwärmen der Seitenflächen der aus der Form austretenden Bahn, durch eine Rolle (20), die auf ihrem Umfang mit einer Nut versehen ist, sowie durch ein endloses Band (21), das durch diese Nut zum Aufbringen einer Kraft geführt wird, so daß die zusammengerollte Bahn im Querschnitt gesehen bis zur vollständigen Abkühlung flach zusammengedrückt gehalten wird.

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