DE2532406B2

DE2532406B2 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Rohres aus einer Bahn aus einem thermoplastischen Schaumstoff

Info

Publication number: DE2532406B2
Application number: DE2532406A
Authority: DE
Inventors: Gerhard 5208 Eitorf Osterhagen; Waldemar 5200 Siegburg Wissinger
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Huels Troisdorf AG
Priority date: 1975-07-19
Filing date: 1975-07-19
Publication date: 1978-04-13
Also published as: FR2318724B1; DE2532406C3; DK151372B; DK322576A; BE844152A; ATA525576A; AT363252B; NL179885C; GB1514369A; DE2532406A1; FR2318724A1; IE43495L; NL7607916A; IT1066531B; SE7608205L; IE43495B1; DK151372C; CH612619A5

Description

Stelle, die nicht die Längsnaht bildet, wieder in Längsrichtung geschlitzt wird. Zum Schließen dieses Schlitzes kann ein Gleitverschluß oder ein Klebeband mit Überlappung an dem Rohr angebracht werden. Das so hergestellte Rohr eignet sich vorteilhaft für den Einsatz zu den Isolationszwecken, wobei der Schlitz eine Montagehilfe bedeutet und die angebrachten Verschlüsse das leichte Verschließen nach der Montage des Rohres ermöglichen. Das erfindungsgernäß hergestellte Rohr ist in seinem Endzustand spannungsfrei und formschlüssig.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von einer Vorrichtung mit einem umlaufenden Band zum Transport der kontinuierlich zulaufenden Bahn, einem Formtrichter, einer Einrichtung zum Verschließen der Stoßnaht und einer Andrückeinrichtung sowie einer auf die Rohraußenseite einwirkenden Heizeinrichtung ausgegangen.

Da die durchgeführte erste Wärmebehandlung zu einer relativen Erweichung der Schaumstoffbahn führt, besieht die Gefahr, daß die Schaumstoffbahn beim Transport gelängt oder gereckt wird. Zur Vermeidung dieser Nachteile wird die Vorrichtung erfindungsgemäß so ausgebildet, daß das Transportband eine rauhe Oberfläche aufweist, vor dem Formtrichter eine Heizeinrichtung und nach dem Formtrichter eine mit einer Kühleinrichtung ausgestattete Formröhre angeordnet ist. Auf der rauhen Oberfläche des Transportbandes haftet nun die Schaumstoffbahn und auf diese Weise wird ein Längen oder Recken der Schaumstoffbahn vermieden und ein gleichmäßiger Transport gewährleistet.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird die Vorrichtung so ausgebildet, daß die Formröhre mindestens am einlauf- und auslaufseitigen Ende an ihrer Oberseite mit einem Führungsschlitz ausgebildet ist, in den eine Führungsschiene bis zwischen die Seitenkanten des geformten Rohres einführbar ist. Zum Herstellen einer einwandfreien Verbindung der Stoßnahl sind Mittel, z. B. Niederhaltebleche, zum Verformen des Rohres in einen ovalen Querschnitt im Bereich der Einrichtung zum Verschließen der Stoßnaht vorgesehen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Flächen der Stoßnaht einwandfrei aneinanderliegen und ein seitlicher Druck auf die Stoßnaht ausgeübt wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt und wird anhand dessen nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen von Rohren aus einer Schaumstoffbahn,

F i g. 2 einen schematischen Querschnitt durch die Heizeinrichtung nach Schnitt A-A nach Fig. 1,

Fig.3 eine schematische Ansicht der Formröhre nach Schnitt B-B nach F i g. 1, 5;

Fig.4 eine schematische Ansicht durch die Verbindungseinrichtung nach Schnitt C-Cnach F i g. 1 und

Fig. 5 eine schematische Ansicht der Andrückvorrichtung, Schnitt D-Dnach Fig. 1.

Mit der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung f>o werden Schaumstoffstreifen 2 aus einer Bahn aus einem thermoplastischen und verformbaren Material, die auf Vorratsrollen 1 aufgewickelt sind, zu Rohren verarbeitet. Der Streifen 2 läuft von der Vorratsrolle t über die Umlenkrolle 3 auf den Arbeitstisch 4, auf dem z. B. eine *>"> Klebevorrichtung 5 vorgesehen ist. Diese Klebevorrichtung 5 wird benötigt zum endlosen Aneinanderfügen der Streifen 2 bei Rollenwechsel. Von dem Arbeitstisch 4 läuft der Streifen 2 durch das Führungsrollenpaar 6, wo er auf das endlose Transportband 8 aufläuft. Das Transportband 8 übernimmt die Mitnehmerfunktion für den Streifen 2, zu diesem Zweck weist das Transportband 8 eine sehr rauhe Oberseite auf, z. B. wie bei Schmirgelband mit beliebiger Körnung. Dieses Transportband 8 weist eine gute mechanische Haftung zu dem Streifen 2 auf. Dies ist wichtig, da bei der nachfolgenden Wärmebehandlung der Streifen an mechanischer Festigkeit einbüßt und sonst die Gefahr bestünde, daß er nicht gleichmäßig mittransportiert oder aber gereckt würde. Das endlose Transportband 8 wird mit dem Streifen 2 durch die verschiedenen Vorrichtungen geführt und wird am Ende der Andrückvorrichtung 20 umgelenkt und über die Spannrolle 17 wieder zu dem Führungsrollenpaar 6 zurückgeführt. Der Antrieb für das Transportband 8 erfolgt über die Antriebsrolle 22.

Nachdem der Streifen auf dem Transportband 8 aufliegt und transportiert wird, durchläuft der Streifen die Heizeinrichtung 7, siehe auch schematischer Querschnitt nach Fig. 2. Die Heizeinrichtung kann mit Luft, Strahler usw. betrieben werden. Beim Durchlaufen wird der Streifen einseitig, d. h. auf seiner späteren Rohrinnenseite erwärmt und in den thermoplastischen Zustand versetzt, wobei die Erwärmung nur so weit über dem dicken Querschnitt des Streifens vordringt, daß die Rückseite, die spätere Rohraußenseite, praktisch noch kalt und unplastifiziert bleibt und den mechanischen Transport und die Haftung auf dem Band 8 ermöglicht. Die Heiztemperatur und die Heizzeit richten sich nach den Eigenschaften des Schaumstoffes und der Dicke des Streifens. Hierbei ist insgesamt eine Plastifizierung, d. h. eine Erwärmung bis in den thermoelastischen bzw. Übergang in den thermoplastischen Zustand bis etwa zur Hälfte der Dicke des Streifens wünschenswert, wobei die Plastifizierung keinesfalls so weit gehen darf, daß die Schaumstoffstruktur zerstört wird. Diese Wärmebehandlung, die der Streifen beim Durchlaufen der Heizeinrichtung 7 erfährt, entspricht etwa einer Temperung. Das Transportband 8 läuft hierbei über die Arbeitsplatte 13. Der Heizraum ist durch die seitlichen Abschirmbleche 9 abgeschirmt, so daß aui.h ein gleichmäßiges Erwärmen des Streifens in den Randbereichen sichergestellt ist.

Der teilweise bis zur Plastifizierung erwärmte Streifen 2 wird nach Verlassen der Heizeinrichtung 7 der Einrichtung zum Umformen in den Roh.'querschnitt zugeführt. Hierbei läuft der Streifen 2 in den Formtrichter iO ein, der ihn zu dem Rohrquerschnitt umformt. An den For mtrichter 10 schließt sich direkt die Formröhre 14 an, die jedoch oberseitig mindestens im Einlaufbereich und auch am Auslaufende mit dem Führungsschlitz 14a ausgebildet ist, wie auch aus dem schematischen Querschnitt nach F i g. 3 zu ersehen ist. In diesen Führungsschlitz 14a greift zumindest im Einlaufbcreich die Führungsschiene 12 ein, die zugleich in die Stoßnaht des zum Rohr 2a geformten Streifens eingreift und diese markiert, so daß ein Verdrehen des geformten Rohres beim nachfolgenden Weitertransport vermieden ist. Die Formröhre 14 ist des weiteren mit der Kühleinrichtung 11 versehen, wobei Kühlluft in die Formröhre 14 eingeblasen wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der zu dem Rohr 2a geformte Streifen beim Durchlaufen durch die Formröhre 14 wieder auf Raumtemperatur abkühlt und erstarrt. Auch das Band 18 wird in die Formröhre 14 eingeführt und paßt sich der Rundung des Formrohres an, wodurch auch ein Druck des geformten Rohres 2a auf das

Transportband 8 ausgeübt wird, so daß trotz der Reibung in der Formröhre ein einwandfreier Transport stattfindet. Die Breite des Transportbandes 8 kann wesentlich kleiner als die Breite des Streifens 2 sein, beispielsweise ein Viertel bis ein Drittel desselben betragen. Am Ende der Formröhre 14 können noch Führungsrollen 16 angeordnet sein, dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich und richtet sich nach dem herzustellenden Schaumstoffrohr. Jedoch ist es zweckmäßig auch im Auslaufbereich oberseitig eine Führungsschiene 15 vorzusehen, die in die Stoßnaht des geformten Rohres 2a eingreift und ein Verdrehen des Rohres verhindert.

Dies ist auch deshalb von Bedeutung, damit die Stoßnaht des Rohres immer an derselben Stelle das Fomrohr verläßt und in dieser Stellung der nachfolgenden Einrichtung zum Verschließen der Stoßnaht zugeführt werden kann.

Das noch offene geformte Rohr 2a kann nun weiteren Behandlungen unterzogen werden, wie beispielsweise Verschweißen der Stoßnaht, Verkleben der Stoßnaht, Umhüllen mit einer Folie mit Kleberand, Aufschweißen eines Gleitverschlusses usw. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel schließt sich eine Schweißvorrichtung 19 zum Verschweißen der Stoßnaht des geformten Rohres 2a an, wie auch aus dem Querschnitt nach Fig.4 zu ersehen ist. Um ein einwandfreies Verschweißen der Stoßnaht zu erhalten, wird das vorgeformte Rohr 2a zwischen einem oberen und unteren Niederhalteblech 18a, b geführt, die das Rohr in einen ovalen Querschnitt drücken, wobei die lange Ellipsenachse waagerecht angeordnet ist. Die Stoßnaht des geformten Rohres 2a liegt oberseitig, so daß das Heizschwert der Schweißvorrichtung 19 in die Stoßnaht eingreift und die Flächen plastifiziert, so daß sie verschweißen. Des weiteren sind seitliche einstellbare Führungsstützen 36 vorgesehen als Seitenbegrenzung. In dieser zusammengedrückten ovalen Querschnittsform wird das an der Stoßnaht zugeschweißte Rohr 2b direkt in die Andrückvorrichtung 20 eingeführt, die auf einer vorgegebenen Wegstrecke das Rohr in der vorgegebenen Stellung hält, bis die Schweißnaht verfestigt ist. Am Ende der Andrückvorrichtung wird das Band 8 von dem Rohr 2b abgezogen und zum Ausgang zurückgeführt, während mittels der Führungsrollen 23 der "Weitertransport des Rohres 2b zu der nachfolgenden Heizeinrichtung 24 erfolgt.

In der Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die Andrückvorrichtung 20 dargestellt, wobei der ovale Querschnitt des an der Stoßnaht 35 zugeschweißten Rohres 2b zu ersehen ist, der einerseits durch die seitliche einstellbare Begrenzung 21 und andererseits durch das obere und untere Band 20a, b der Andrückvorrichtung 20 gehalten wird.

Die Führungsrollen 23, die der Andrückvorrichtung

ίο 20 nachgeordnet sind, können zugleich die Aufgabe übernehmen, durch seitlichen Druck das ovale Rohr wieder aufzurunden. Dann folgt die zweite Heizeinrich tung 24, die die Außentemperatur des Rohres 2b durchführt. Beim Durchlaufen der Heizeinrichtung 2' wird das Rohr an seiner Außenfläche bis zur Plastifizierung der äußeren Haut erwärmt, jedoch nui kurzzeitig, so daß die Schaumstoffstruktur erhalten bleibt. Durch diese Wärmebehandlung werden die letzten in dem Rohr in der Außenschicht verbliebenen Spannungen ausgetempert, so daß keine Spannungen in dem Rohr zurückbleiben, die dasselbe zum ebenen Streifen zurückstellen wollen. Nach dem Verlassen der Heizeinrichtung 24 wird das Rohr wieder abgekühlt, wobei es beispielsweise durch das Kühlrohr 27 geführt wird. Das Kühlrohr 27 kann beispielsweise mittels Kühlluft betrieben werden, die über den Eingang 26 zurückgeführt wird. Vor dem Kühlrohr 27 ist zweckmä Big eine Blende 25 angeordnet, die ein einwandfreies Zuführen der Kühlluft sicherstellt. Das Kühlrohr 27 kann auswechselbar sein und in seinem Durchmesser den jeweiligen herzustellenden Rohren angepaßt werden. Der weitere Abtransport des Rohres geschieht über die Abzugsrollen 29, die über den Antrieb 31 angetrieben werden und die oberseitige schwenkbare Mitnehmerrolle 28. In diesem Bereich kann beispielsweise eine Trennvorrichtung, in Gestalt des rotierenden Längstrennmessers 30 angeordnet sein, daß das geschweißte wärmebehandelte und erstarrte Rohr an einer Stelle, die nicht der Stoßnaht entspricht, in Längsrichtung schlitzt. Zum Ablängen des geschlitzten Rohres 2c ist die Führung 32, beispielsweise eine Führungsbuchse vorgesehen, an die sich das Quertrennmesser 33 anschließt. Die abgelenkten Rohrstücke werden über die Kippvorrichtung 34 zur Ablage gebracht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines Rohres aus einer Bahn aus einem thermoplastischen Schaumstoff durch Formen der Bahn quer zu ihrer Längserstreckung zum Rohrquerschnitt und Verbinden der Seitenkanten und anschließendes kurzzeitiges Erwärmen der Rohraußenseite, dadurch gekennzeichnet, daß die unverformte Bahn auf ihrer später die Rohrinnenseite bildenden Seite kurzzeitig bis in den thermoelastischen bzw. thermoplastischen Zustand erwärmt und danach verformt und vor dem Verbinden der Seitenkanien abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr nach der äußeren Wärmebehandlung abgekühlt und vorzugsweise an einer Stelle, die nicht die Längsnaht bildet, wieder in Längsrichtung geschlitzt wird.

3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 und 2 mit einem umlaufenden Band zum Transport der kontinuierlich zulaufenden Bahn, einem Formtrichter, einer Einrichtung zum Verschließen der Stoßnaht und einer Andrückeinrichtung sowie einer auf die Rohraußenseite einwirkenden Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportband (8) eine rauhe Oberfläche aufweist, vor dem Formtrichter (10) eine Heizeinrichtung (7) und nach dem Formtrichter (10) eine mil einer Kühleinrichtung (11) ausgestattete Formröhre (14) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formröhre (14) mindestens am einlauf- und auslaufseitigen Ende an ihrer Oberseite mit einem Führungsschlitz (14a,) ausgebildet ist, in den eine Führungsschiene (15) bis zwischen die Seitenkanten des geformten Rohres (2a) einführbar ist.

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Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Rohres aus einer Bahn aus einem thermoplastischen Schaumstoff durch Formen der Bahn quer zu ihrer Längserstreckung zum Rohrquerschnitt und Verbinden der Seitenkanten und anschließendes kurzzeitiges Erwärmen der Rohraußenseite.

Rohre aus Schaumstoff, dünnwandig oder dickwandig mit kleineren oder größeren Durchmessern werden insbesondere für Isolationszwecke gegen Kälte oder Wärme, z. B. für die gesamte Sanitärinstallation wie Heißwasser, Kaltwasser, Abwasser, Heizungsleitungen, Kälteleitungen usw. verwendet. Solche Rohre können entweder direkt aus Schaumstoff extrudiert werden. Es ist jedoch auch möglich, solche Rohre aus Schaumstoffstreifen herzustellen. Letzteres bietet sich insbesondere für solche Schaumstoffe an, die sich nicht direkt extrudieren lassen. Der Schaumstoffstreifen wird hierbei als Bahnenware entweder durch Extrudieren mit Nachschäumen wie beispielsweise bei vernetzten Polyäthylenschäumen oder im Streichverfahren hergestellt, letzteres z. B. bei Weich-PVC-Schaum.

Es ist bekannt, Rohre aus Streifen aus verformbaren tv> thermoplastischen Schaumstoffen dadurch herzustellen, daß die Schaumstoffstreifen umgebogen und flach zusammengefaltet werden, wobei die Stoßnaht geschweißt oder geklebt wird. Der so entstandene Hohiquerschnitt wird anschließend aufgedrückt (DE-OS 19 15 768). Die auf diese Weise hergestellten Rohre aus Streifen weisen jedoch keinen runden Querschnitt auf, sondern neigen zu einem ovalen Querschnitt, was sich insbesondere dann als nachteilig erweist, wenn bei einer späteren Schlitzung des geformten Rohres als Montagehilfe die Schlitznaht auseinandergeht, d. h. nicht formschlüssig ist. Des weiteren besteht auch die Gefahr, daß durch die in dem geformten Rohr verbleibenden Spannungen die Klebe- oder Schweißnaht teils wieder aufgeht, teils nicht formschlüssig verbunden ist. Darüber hinaus lassen sich mit dem bekannten Verfahren keine dickwandigen Rohre bei kleineren Rohrquerschnitten herstellen, da durch Materialstauchung Faltenbildung auftritt und auch keine runden Querschnitte erzielbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rohr aus einer Schaumstoffbahn zu schaffen, bei dem auch relativ dickwandige Rohre auch bei kleinen Rohrquerschnitten aus Bahnen größerer Dicke hergestellt werden können. Auch soll das Rohr nach der abgeschlossenen Formgebung spannungsfrei sein, so daß auch bei späterer Weiterverarbeitung des Rohres und im Einsatz die Formschlüssigkeit erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die unverformte Bahn auf ihrer später die Rohrinnenseite bildenden Seite kurzzeitig bis in den thermoeiastischen bzw. thermoplastischen Zustand erwärmt und danach verformt und vor dem Verbinden der Seitenkanten abgekühlt wird. Diese Wärmebehandlungen, die etwa einer Temperung entspricht, wird so durchgeführt, daß die Erwärmung jeweils nur über einen Teil der Dicke des Querschnittes der Bahn vordringt, wobei die Plastifizierung nur so weit getrieben wird, daß die Schaumstoffstruktur nicht zerstört wird. Die Heiztemperatur und die Heizzeit richten sich nach dem Material des Schaumstoffes und nach der Schaumstoffdicke. Die erfindungsgemäß vorgesehene stufenweise Wärmebehandlung führt zu einem spannungsfreien Rohr, das auch nach seinem späteren Aufschneiden (Längsschlitzen) nicht mehr das Bestreben hat, in seine ursprüngliche Streifenform zurückzustellen.

Weiter ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Umformung im thermoelastischen/thermoplastischen Zustand möglich, auch relativ harte Schäume noch zu Rohrkörpern mit verhältnismäßig kleinen Innendurchmessern zu formen bzw. kleine Rohrdurchmesser mit dicken Wandungen zu erzielen.

Die vorgesehene erste Wärmebehandlung macht also nicht nur die später die Rohrinnenseite bildende Seite der Bahn spannungsfrei, sondern erleichtert zugleich das Umformen in den Rohrquerschnitt. Nach dem Umformen in den Rohrquerschnitt wird gleichzeitig eine Abkühlung durchgeführt, so daß das geformte Rohr beim Durchlaufen einer Form erstarren kann und formstabil wird. Danach wird das umgeformte und durch Abkühlen wieder erstarrte Rohr in bekannter Weise in einen ovalen Querschnitt gedrückt, wobei die lange Elippsenachse waagerecht und am oberen Ende der vertikalen kurzen Ellipsenachse die durch Schweißen oder Kleben zu verbindende Stoßnaht angeordnet ist. Auf diese Weise wird ein einwandfreies Anliegen der Stoßnaht längs ihrer gesamten Fläche ermöglicht und damit eine einwandfreie Verbindung erzielbar.

Als weiterer Verfahrensschritt ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das Rohr nach der äußeren Wärmebehandlung abgekühlt wrd und vorzugsweise an einer