DE2051390A1 - Verfahren zum kontinuierlichen Er zeugen von Rohren aus vernetzten Polyole fm Kunststoffen - Google Patents

Verfahren zum kontinuierlichen Er zeugen von Rohren aus vernetzten Polyole fm Kunststoffen

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Description

VEREINIGTE DEUTSCHE METALLWERKE Frankfurt/M., 19. Okt. 1970 Aktiengesellschaft Hs/SL 6 Frankfurt/Main - Heddernheim
Zeilweg
prov. Nr. 6214 V
Verfahren zum kontinuierlichen Erzeugen von Rohren aus vernetzten Polyolefin-Kunststoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Erzeugen von Rohren aus vernetzten PoIyolefin-Kunststoffen oder aus Kunststoffen mit gleichen oder ähnlichen Eigenschaften durch Strangpressen derart, daß das Rohr im erhitzten und verfestigten Zustand das Werkzeug der Strangpresse verläßt.
Es sind verschiedene Verfahren zum kontinuierlichen Erzeugen von Rohren aus vernetzten Polyolefin-Kunststoffen oder aus Kunststoffen mit gleichen oder ähnlichen Eigenschaften durch Strangpressen derart, daß das Rohr im erhitzten und verfestigten Zustand das Formwerkzeug verläßt, bekannt. Es ist fernerhin bekannt, vorvernetzte Polyolefin-Kunststoffrohre zur ErzJaLung des beabsichtigten Rohrdurchmessers aufzuweiten (DAS 1 228 399). In diesem Fall traten die Rohre jedoch in einem v/eich plastischen Zustand aus dem Formwerkzeug aus. Das Aufweiten fand also vor der endgültigen Vernetzungsbehandlung statt. Dieses Verfahren hatte unter anderm den Nachteil, daß die Rohre mittels Werkzeugen, die an dem bereits endgültig vernetzten Rohranfang anfassten, über den Aufweitdorn
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gezogen werden mußten und dadurch eine Streckung der Rohre in dem noch nicht vollständig vernetzten Teil stattfand, die zwar zu einer Verfestigung führte, jedoch nicht ohne weiteres erlaubte, einen vorher festgelegten genauen äußeren Rohrdurchmesser zu erzielen.
Dieser Nachteil wird durch die Erfindung vermieden und es werden weitere im folgenden geschilderte Vorteile dadurch erzielt, daß das Rohr unmittelbar nach Austritt aus dem Werkzeug, solange es noch auf Temperaturen oberhalb des Kristallitschmelzpunktes des zu diesem Zeitpunkt bereits vollständig vernetzten Kunststoffs erhitzt ist, aufgeweitet und im aufgeweiteten Zustand abgekühlt wird.
Auf diese Weise lassen sich nicht nur die Festigkeitseigenschaften solcher vollständig vernetzten Kunststoffrohre verbessern, sondern es wird ihnen vor allem auch eine im verfestigten Zustand der Rohre vorliegende Schrumpfspannung aufgezwungen, die es ermöglicht, diese Rohre oder Teile davon durch einfaches Erwärmen auf entsprechend geformte andere Körper aufzuschrumpfen.
Die besten Eigenschaften des nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Kunststoffrohres lassen sich erreichen, indem es sobald es seine größte Weite erhalten hat, nach und zum Teil während geringer Schrumpfung gekühlt, wird, bis es erstarrt ist.
Bei dem durch die Erfindung verbesserten bzw. vervollständigten Verfahren tritt das Rohr, wenn es z.B. aus vernetztem Polyäthylen besteht, aus dem Formwerkzeug aus und ist durch die vollständige Vernetzung bereits so verfestigt, daß es entsprechend einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens mit dem Rohranfang auf einen Aufweitdorn aufgeschoben werden kann,
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worauf das gesamte Rohr durch die im Werkzeug wirkenden, das Rohr aus diesem fördernde Kräfte über den Aufweitdorn geschoben und nach Abkühlung bis zur Erstarrung in bekannter Weise abgezogen wird.
Eine optimale Wirkung der Aufweitung wird erzielt, wenn die Rohre auf einen etwa um 40 % größeren Durchmesser aufgeweitet werden.
Die Schrumpfung des Rohres nach Erreichung des größten Durchmessers auf dem Dorn wird zweckmäßig so durchgeführt, daß der geschrumpfte Durchmesser etwa um 1,5 % kleiner ist, als der Durchmesser des Rohres bei der größten Aufweitung.
Zur Durchführung des Verfahrens kann eine Vorrichtung verwendet werden, die aus einem unmittelbar am Werkzeug oder dergleichen befestigten Dorn, einer Kühleinrichtung und einer Abzugseinrichtung besteht. Dabei besitzt der Dorn in Bewegungsrichtung des aufzuweitenden Rohres nach einem sich konisch erweiternden Teil und einem kurzen Teil größten Querschnitts einen sich konisch verjüngenden Teil, der zu einem erheblichen Teil in die Kühleinrichtung hineinragt.
Das Gefalle des erwähnten sich verjüngenden Teiles des Dornes beträgt vorzugsweise v/eniger als ein Drittel der Steigung des sich konisch erweiternden Teiles.
Der sich erweiternde Teil des Dornes besitzt zweckmäßig eine Steigung von nicht mehr als 5 °.
Um das Abziehen des aufgeweiteten Rohres zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn der Dorn im sich konisch erweiternden Teil eine Entlüftungsbohrung besitzt, die über eine vorzugsweise achsparallele Bohrung mit der Atmosphäre in Verbin ά*ν\<^ sVeht.
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Es kann vorteilhaft oder auch notwendig sein, daß der Dorn mit einem gleiterleichternden Überzug, z.B. aus Polytetrafluoräthylen, überzogen ist oder aus einem solchen Stoff besteht.
Die Kühleinrichtung besteht vorzugsweise aus einem Wasserkasten mit Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung für das aufgeweitete Rohr, die mit elastischen Dichtungen versehen sind. Das Kühlwasser wird dabei zweckmäßig im Gleichstrom geführt. Dies wird bewirkt, indem der Eintrittsstutzen am Anfang des Wasserkastens und der Austrittsstutzen am Ende des Wasserkastens angeordnet sind.
In dem folgenden Beispiel wird die Durchführung des Verfahrens unter Bezugnahme auf die in den Abbildungen dargestellte Vorrichtung beschrieben.
Beispiel:
Abb. 1 ist eine schematische Darstellung der für die Durchführung des Verfahrens erforderlichen Apparatur. Abb. 2 ist ein Schnitt durch einen Teil des Werkzeuges und eine Seitenansicht des an das Werkzeug angeschraubten Doms.
In einer an sich bekannten Strangpresse wurde Polyäthylengranulat mit einem der bekannten Vernetzungshilfsmittel vermischt und bei einer Temperatur von etwa 180° C derart ausgepresst, daß es vernetzt und dadurch verfestigt durch das Werkzeug 1 austrat. Das so geformte und noch etwa 180° C heiße Rohr 5 schob sich auf den Dorn 2. Dieser Dorn 2 war direkt an das Werkzeug geschraubt und besaß in Bewegungsrichtung des Rohres 5 einen mit einer Steigung von 5° anstei-
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genden konischen Teil 6, daran anschließend einen Teil größten Durchmessers 7, dessen Durchmesser 40 % größer war als der Rohrdurchmesser des Werkzeugs und daran anschließend einen mit einem Gefalle von 1,5% abfallenden konischen Teil 8. Der Dorn war mit einem Überzug aus Polytetrafluoräthylen überzogen. Außerdem besaß er im Teil 6 eine Entlüftungsbohrung 9, die durch eine axiale bis durch das freie Ende 11 des konischen Dorns führende Bohrung 10 mit der Atmosphäre in Verbindung stand. Bei Erreichen des Teiles 7 mit dem größten Dornquerschnitt hatte das Rohr immer noch eine weit über dem Kristallitschmelzpunkt liegende Temperatur und hatte infolgedessen eine weichgummiartige Beschaffenheit. Sobald das Ende dieses heißen Rohres den mit 1,5 % Gefalle konisch abfallenden Teil 8 des Dorns erreicht hatte, wurde es der Kühlung mittels einer von Wasser durchströmten Kühlwanne 3 unterworfen. Die am Anfang dieser Kühlwanne 3 befindliche Stirnwand 19 besaß eine EintrittsÖffnung 12 für das heiße aufgeweitete Rohr 14, die mit einer elastischen Kunststoffdichtung 15 versehen war, um das Austretenden Wasser zu verhindern. Ebenso war die Austrittsöffnung 13 für das Rohr in der Stirnwand 20 am Ende der Kühlwanne zu dem gleichen Zweck mit einer elastischen Kunststoff dichtung 15 ausgerüstet. Die Kühlung wurde im direkten Wärmeaustausch durchgeführt, indem Kühlwasser vom Eintritsstutzen 17 durch die Kühlwanne 3 im Gleichstrom zu dem Rohr 14 zum Austrittsstutzen durch die Kühlwanne 3 hindurchgeleitet wurde. Durch die Kühlung schrumpfte das aufgeweitete Rohr wieder um den geringen Betrag, den die Verjüngung des Teiles 8 von Dorn 2 erlaubte. Innerhalb der Kühlwanne 3 erstarrte das Rohr vollständig und konnte nach Verlassen der Austrittsöffnung 13 in der Stirnwand 20 der Kühlwanne 3 von der an sich bekannten Abzugs-
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vorrichtung 4 erfaßt und von da an maschinell abgezogen werden. Die Abzugsvorrichtung 4 überwindet daher lediglich die Reibung des gekühlten Rohres auf Dornteilen 7 und 8 und an Dichtungen 15.
- 7 Patentansprüche
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Claims (11)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    M)) Verfahren zum kontinuierlichen Erzeugen von Rohren V-/ aus vernetzten Polyolefin-Kunststoffen oder aus Kunststoffen mit gleichen oder ähnlichen Eigenschaften durch Strangpressen derart, daß das Rohr im erhitzten und verfestigten Zustand das Werkzeug verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr unmittelbar nach Austritt aus dem Werkzeug, solange es noch auf Temperaturen oberhalb des Kristallitschmelzpunktes des zu diesem Zeitpunkt bereits vollständig vernetzten Kunststoffs erhitzt ist, aufgeweitet und im aufgeweiteten Zustand abgekühlt wird.
  2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffrohr, sobald es seine größte Weite erhalten hat, nach und zum Teil während geringer Schrumpfung gekühlt wird, bis es erstarrt ist.
  3. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffrohr auf einen etwa um 40 % größeren Durchmesser aufgeweitet wird.
  4. 4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweiten durch Aufschieben des Rohranfangs auf einen Aufweitdorn durch die im Werkzeug wirkenden, das Rohr aus diesem fördernden Kräfte über den Aufweitdorn geschoben und nach Abkühlung bis zur Erstarrung in bekannter Weise abgezogen wird.
  5. 5) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus einem unmittelbar im Werkzeug (1) ο. dgl. befestigten Dorn (2), Kühleinrichtung (3) und Abzugs einrichtung (4), dadurch ge-
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    kennzeichnet, daß der Dorn (2) in Bewegungsrichtung des aufzuweitenden Rohres (^) nach einem sich konisch erweiternden Teil (6) und einem Teil (J) seines größten Querschnitts einen sich konisch verjüngenden Teil (8) besitzt, der zu einem erheblichen Teil in die Kühleinrichtung (4) hineinragt.
  6. 6) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefälle des Teils (8) weniger als ein Drittel der Steigung des Teils ξ>) des Dorns ® beträgt.
  7. 7) Vorrichtung nach einem der Ansprüche (^ oder(^, dadurch gekennzeichnet, daß der sich erweiternde Teil des Dorns eine Steigung von nicht mehr als 5° besitzt.
  8. 8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) im konisch ansteigenden Teil (6) eine Entlüftungsbohrung (9) besitzt, die über eine vorzugsweise achsparallel durch den Dorn (2) verlaufende Bohrung (10) mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
  9. 9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) mit einem gleiterleichternden Überzug überzogen ist.
  10. 10) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) aus Polytetrafluorethylen besteht.
  11. 11) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung aus einem Wasserkasten (3) mit Eintrittsöffnurg (12) für den aufgeweiteten Kunststoffrohrteil (14) in der am Anfang des Wasserkastens (3) befindlichen Stirnwand (19), einer Austrittsöffnung (13) für das aufgeweitete Rohr (14) in der Stirnwand (20) am Ende des Wasserkastens (3), elastische Dichtungen (15) an den genannten Öffnungen (12), (13), Eintrittsstutzen (17) für das Kühlwasser am Anfang des Wasserkastens (3) und Austrittsstutzen (16) für das Kühlwasser am Ende des Wasserkastens (3) besteht.
    Leerseite
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