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Dokumentenidentifikation DE10110064B4 31.03.2005
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines doppelwandigen thermoplastischen Rohres mit einer Rohrmuffe
Anmelder Lupke, Manfred Arno Alfred, Thornhill, Ontario, CA
Erfinder Lupke, Manfred, A., Thornhill, Ontario, CA;
Lupke, Stefan, A., Thornhill, Ontario, CA
Vertreter Witte, Weller & Partner, 70178 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 02.03.2001
DE-Aktenzeichen 10110064
Offenlegungstag 12.09.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 31.03.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.03.2005
Free division/divided out on the grounds of lack of unity 10164897.9
IPC-Hauptklasse B29D 23/18
IPC-Nebenklasse B29C 47/90   B29C 47/92   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines doppelwandigen thermoplastischen Rohres mit einer Rohrmuffe.

Ein derartiges Verfahren ist zum Beispiel aus der EP 0 563 575 A2 bekannt. Dabei wird ein erster Schlauch in einen Formtunnel extrudiert, der aus mindestens einer Reihe auf einer Bahn geführter Kokillen gebildet wird. Der erste Schlauch wird in mindestens einem ersten Abschnitt in eine gewellte Form gebracht und in mindestens einem zweiten Abschnitt zu einer Rohrmuffe auf geweitet. Ein zweiter Schlauch wird in den ersten Schlauch extrudiert und gegen die Wellentäler des ersten Schlauchs gedrückt, so dass ein Verbundrohr aus einem Außen-Schlauch und einem mit diesem verschweißten Innen-Schlauch gebildet wird. Während der erste Schlauch in die gewellte Form gebracht und der zweite Schlauch in den ersten extrudiert wird, wird der Raum zwischen den beiden Schläuchen mit einem über Atmosphärendruck liegenden Druck p1 beaufschlagt. Der Druck p1 ist so bemessen, dass nach dem Abkühlen der an den Wellentälern miteinander verschweißten Schläuchen der Innenschlauch zwischen diesen Stellen nicht nach innen oder nach außen gewölbt ist. Nach dem Abkühlen der Schläuche soll sich exakt Atmosphärendruck einstellen.

Das Einbringen des ersten Schlauchs in die gewellte Form geschieht durch Aufbringen eines unter Atmosphärendruck liegenden Drucks von außen. Der Druck p1 unterstützt die wellenförmige Ausbildung des ersten Schlauchs, ist aber in der Regel nur relativ gering über Atmosphärendruck eingestellt, um – wie vorstehend beschrieben – eine Auswölbung des Innenschlauchs beim Abkühlen der Schläuche zu vermeiden.

Gemäß EP 0 563 575 A2 wird der erste Schlauch in den zweiten Abschnitten unter Aufbringung eines Teil-Vakuums von außen zu einer Rohrmuffe auf geweitet. Nach dem Aufweiten des ersten Schlauches zu der Rohrmuffe wird der Raum zwischen den beiden Schläuchen auf Atmosphärendruck entlüftet.

Während des Extrudierens des zweiten Schlauchs in den zur Rohrmuffe aufgeweiteten ersten Schlauch wird der zweite Schlauch von innen mit einem Druck p3 über Atmosphärendruck beaufschlagt und gegen den ersten Schlauch gedrückt. Dadurch wird sichergestellt, dass eine vollflächige Verschweißung der beiden Schläuche im Bereich der Rohrmuffe erzielt wird.

Nachdem die Rohrmuffe durch beide Schläuche geformt wurde und der zweite Schlauch wieder gegen die Wellentäler des ersten Schlauchs in einem weiteren ersten Abschnitt desselben extrudiert wird, wird der Raum zwischen den beiden Schläuchen wieder mit dem Druck p1 beaufschlagt.

Das Aufbringen des Teil-Vakuums von außen auf den ersten Schlauch zur Ausbildung einer Rohrmuffe gemäß der EP 0 563 575 A2 ist insofern schwierig, als der Raum zwischen dem ersten Schlauch und dem betreffenden Abschnitt des Formtunnels gegen das Eindringen von Außenluft gut abgedichtet sein muss. Ist eine solche Abdichtung nicht vorhanden oder nur unvollständig, wird der erste Schlauch nicht exakt über den betreffenden Abschnitt einer Rohrmuffe auf geweitet. Die erforderliche Abdichtung setzt aufwendige technische Maßnahmen voraus.

Auch die WO 95/01251 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines doppelwandigen thermoplastischen Rohres mit einer Rohrmuffe. Der erste Schlauch wird durch Überdruck, durch Vakuum oder durch eine Kombination von Überdruck und Vakuum in die den gewellten Abschnitt sowie den Rohrmuffenabschnitt bildenden Kokillen gedrückt, wobei während der gesamten Herstellung des doppelwandigen Rohres der zweite, innere Schlauch durch Gas mit Überdruck gegen den ersten Schlauch gedrückt wird.

Bei der Ausbildung einer Rohrmuffe wird der erste Schlauch durch Vakuum und/oder Überdruck aufgerissen, um den Druck aus dem Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Schlauch entweichen zu lassen.

Auch die FR 2 718 509 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines doppelwandigen thermoplastischen Rohres mit einer Rohrmuffe. Auch hier wird das innere Rohr während des gesamten Herstellungsprozesses mit einem Gas von konstantem Überdruck beaufschlagt, während der Druck in dem Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Rohr auf Atmosphärendruck reduziert oder sogar auf Teilvakuum abgesenkt wird, wenn die Rohrmuffe ausgebildet wird. Wenn die Rohrmuffe gebildet wird, wird der äußere Schlauch folglich durch den mit Gas unter Überdruck beaufschlagten inneren Schlauch in die Kokille gedrückt.

Der Erfindung liegt die Auf gabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines doppelwandigen thermoplastischen Rohres mit einer Rohrmuffe zu schaffen, wodurch ein einwandfreies Aufweiten des ersten Schlauchs zu einer Rohrmuffe über den betreffenden Abschnitt des Formtunnels mit geringem Aufwand gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass zu einem vorgegebenen Zeitpunkt vor dem Aufweiten des ersten Schlauchs zu einer Rohrmuffe der Raum zwischen den beiden Schläuchen mit einem gesteuerten, über Autophärendruck liegenden im Wesentlichen konstanten Druck p2 < p1 beaufschlagt wird, wird der erste Schlauch über den dafür vorgesehenen Abschnitt des Formtunnels vollständig zu einer Rohrmuffe auf geweitet. Das Aufbringen eines Teil-Vakuums von außen auf den ersten Schlauch zur Bildung der Rohrmuffe, die einen dichten Abschluss des Raumes zwischen dem ersten Schlauch und dem Farmtunnel voraussetzt, ist nicht erforderlich. Gleichwohl kann der Formtunnel in den betreffenden Abschnitten, in denen die Rohrmuffen gebildet werden, Luftabsaugkanäle aufweisen. Diese erzeugen jedoch erst dann ein effektives Teil-Vakuum an der Außenseite des ersten Schlauchs, wenn dieser über den gesamten Abschnitt der Rohrmuffe am Formtunnel anliegt.

Der Druck p2 wird erfindungsgemäß so eingestellt, dass der erste Schlauch sich in dem betreffenden Abschnitt exakt zu einer Rohrmuffe ausweitet. Ist der Druck p2 zu gering, weitet sich der erste Schlauch nicht bzw. nicht ausreichend zur Rohrmuffe auf. Ist der Druck p2 hingegen zu groß, wird der erste Schlauch beim Extrudieren gedehnt, so dass er am Anfang der Ausbildung der Rohrmuffe eine dünnere Wandstärke und am Ende der Rohrmuffe eine dickere Wandstärke aufweist. Ein zu hoher Druck kann zu einem Abreißen des ersten Schlauchs beim Aufweiten zur Rohrmuffe führen.

Der Druck p2 wird vorzugsweise also so eingestellt, dass der erste Schlauch über den zweiten Abschnitt zu einer Rohrmuffe voll auf geweitet wird und über dem gesamten Abschnitt eine im Wesentlichen gleiche Wandstärke aufweist.

Der Druck p3, mit dem der zweite Schlauch während des Extrudierens in den zur Rohrmuffe aufgeweiteten ersten Schlauch beaufschlagt und gegen den ersten Schlauch gedrückt wird, kann stufenförmig erhöht werden, so dass er zum Anheben des zweiten Schlauchs einen geringeren und anschließend einen höheren Wert aufweist. Die Änderung des Drucks p3 kann zum Beispiel in zwei Stufen oder zumindest in der Anfangsphase linear erfolgen.

Der Zeitpunkt des Umschaltens des Drucks p1 auf den Druck p2 ist vorzugsweise so gewählt, dass beim Anheben des ersten Schlauchs zur Rohrmuffe der Druck p2 im Raum zwischen den beiden Schläuchen den Sollwert erreicht hat. Stellt sich der Druck p2 sehr schnell ein, wird unmittelbar vor dem Anheben des ersten Schlauchs zu einer Rohrmuffe der Druck p1 auf den Druck p2 umgeschaltet. Stellt sich der Druck p2 erst nach einer bestimmten Zeit ein, wird entsprechend dieser Zeit der Druck vor dem Anheben des ersten Schlauchs umgeschaltet.

Das Umschalten des Drucks p1 auf den Druck p2 zu dem vorgesehenen Zeitpunkt erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von der Position der Kokillen, die mit der Muffenausnehmung versehen sind, relativ zur Extrusionseinrichtung, mit der der erste Schlauch in die Wellen- bzw. Muffenform extrudiert wird.

Damit der zweite Schlauch effektiv mit dem ersten Schlauch verschweisst wird, wird zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor dem Extrudieren des zweiten Schlauchs in dem zur Rohrmuffe aufgeweiteten ersten Schlauch der zweite Schlauch von innen mit dem Druck p3 beaufschlagt.

Der betreffende Zeitpunkt kann durch eine vorgegebene Position der Kokillen, die mit der Muffenausnehmung versehen sind, relativ zur Extrusionseinrichtung bestimmt sein.

Zur Steuerung der Drücke p1, p2 und p3 kann vorgesehen sein, dass die Einnahme einer vorgegebenen Position einer Kokille auf ihrer Bahn registriert wird und mit Hilfe dieser Registrierung die Einstellung der Drücke p1, p2 und p3 gesteuert wird. Weiterhin können Ereignisse, mit denen von den Kokillen auf der Bahn zurückgelegte Strecken bestimmbar sind, registriert werden und mit Hilfe dieser Registrierung die Einstellung der Drücke p1, p2 und p3 erfolgen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte sieht die Merkmale des Anspruchs 6 vor.

Die an den ersten Gaskanal angeschlossene Druckgas-Steuereinrichtung kann einen Druckregler aufweisen, mit dem der Druck des in den Raum zwischen den beiden Schläuchen strömenden Gases steuerbar ist.

Statt den Druck des in den Raum zwischen den beiden Schläuchen strömenden Gases zu steuern bzw. zu regeln, kann die Druckgas-Steuereinrichtung einen Durchflussmesser aufweisen, mit dem das in den Raum zwischen den beiden Schläuchen strömende Gasvolumen steuerbar bzw. regelbar ist.

Zur Steuerung bzw. Regelung des Drucks oder Gasvolumens kann eine Druckmesseinrichtung zur Messung des im Raum zwischen den beiden Schläuchen herrschenden Drucks vorgesehen sein.

Zur genauen Einstellung der Drücke p1 und p2 im Raum zwischen den beiden Schläuchen können Sensoren zur Messung der Temperatur des im Raum zwischen den beiden Schläuchen vorhandenen Gases und/oder des thermoplastischen Materials der Schläuche vorgesehen sein. Die Druckgas-Steuereinrichtung ist vorzugsweise so ausgelegt, dass aufgrund der Temperaturwerte der zur Erzielung der Drücke p1 und p2 benötigte Gasdruck bzw. das benötigte Gasvolumen einstellbar ist.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Druckgas-Steuereinrichtung für die beiden Gaskanäle kann ein vorgegebenes Druckdifferential zwischen p1 und p2 einstellbar und vorzugsweise regelbar sein.

Zur Schaltung der Druckgas-Steuereinrichtungen kann an der Außenseite einer Kokille eine Marke angebracht sein und ein stationärer Sensor vorgesehen sein, mit dem die Marke in einer bestimmten Position der Kokille auf ihrer Bahn registrierbar ist. Die Steuervorrichtung ist dann mit einem Programm ausgestattet, mit dem in Abhängigkeit von der Registrierung der Marke durch den Sensor die Schaltung der Druckgas-Steuereinrichtungen erfolgt.

Insbesondere kann die Marke in einer Erhebung oder Vertiefung an der Außenseite der Kokille bestehen und als Sensor ein Näherungsschalter vorgesehen sein.

Zur Schaltung der Druckgas-Steuereinrichtungen kann ein Impulsgenerator vorgesehen sein, der Impulse erzeugt, deren Zeitdifferenz von der innerhalb dieser Zeitdifferenz von den Kokillen zurückgelegten Bahnstrecke abhängig ist. Die Impulse werden von der Steuervorrichtung registriert, die ein Programm aufweist, mit dem in Abhängigkeit von den Impulsen die Schaltung der Drucksgas-Steuereinrichtungen erfolgt.

Die Steuervorrichtung kann weiterhin so angelegt sein, dass mit ihr der durch die beiden Düsen der Extrusionseinrichtung jeweils extrudierte Strom thermoplastischen Materials und/oder die Geschwindigkeit der Kohillen auf ihrer Bahn variabel einstellbar sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Spritzkopfes mit Formtunnel vor der Herstellung einer Rohrmuffe,

2 einen Längsschnitt durch einen Teil des Spritzkopfes und des Formtunnels zu Beginn der Herstellung einer Rohrmuffe,

3 einen Längsschnitt durch einen Teil des Spritzkopfes und des Formtunnels während des Extrudierens des ersten Schlauchs in die Rohrmuffenausnehmung des Formtunnels,

4 einen Längsschnitt durch einen Teil des Spritzkopfes und des Formtunnels während des Extrudierens des zweiten Schlauchs in den zur Rohrmuffe aufgeweiteten ersten Schlauch,

5 einen Längsschnitt durch einen Teil des Spritzkopfes und des Formtunnels während der Extrusion des zweiten Schlauchs nach Ausformung der Rohrmuffe durch den ersten Schlauch,

6 einen Längsschnitt durch einen Teil des Spritzkopfes und Formtunnels nach der Herstellung der Rohrmuffe,

7 eine schematische Darstellung der Steuerung der Drücke p1, p2 und p3 und

8 eine Ansicht der Druckgas-Steuereinrichtungen.

Die 1 bis 6 zeigen die wesentlichen aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte bei der Herstellung eines doppelwandigen thermoplastischen Rohres mit einer Rohrmuffe.

Bei dem in 1 dargestellten Schritt wird ein erster Schlauch 1 durch eine erste Düse 2 in einem Spritzkopf 3 in einen Formtunnel 4 extrudiert und in einem ersten Abschnitt in eine gewellte Form gebracht wird.

Wie aus 7 hervorgeht, wird der Formtunnel 4 aus zwei Reihen sich in einem Kreislauf bewegender Halb-Kokillen 5 gebildet.

1 zeigt weiterhin, dass ein zweiter Schlauch 6 durch eine zweite Düse 7 des Spritzkopfes 3 in den ersten Schlauch extrudiert und gegen die Wellentäler 8 des ersten Schlauchs 1 gedrückt wird. In Produktionsrichtung hinter dem Spritzkopf 3 ist ein Kalibrierdorn 9 für den zweiten Schlauch 6 angeordnet, der mit einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Kühleinrichtung versehen sein kann.

Während der erste Schlauch 1 in die gewellte Form gebracht wird und der zweite Schlauch 6 gegen die Wellentäler 8 des ersten Schlauchs 1 gedrückt und mit diesen verschweisst wird, wird der Raum A zwischen den beiden Schläuchen 1 und 6 mit einem über Atmosphärendruck liegenden Druck p1 beaufschlagt. Der Druck wird durch ein Druckgas erzeugt, das aus einem zwischen den beiden Düsen 2 und 7 am Spritzkopf 3 angeordneten ersten Gaskanal 10 austritt.

Der Druck p1 ist so eingestellt, dass nach dem Abkühlen der beiden Schläuche 1 und 6 sich in den Zwischenräumen 11 zwischen den beiden Schläuchen Atmosphärendruck einstellt, so dass der zweite Schlauch an den Verbindungsstellen mit den Wellentälern 8 des ersten Schlauches 1 keine Auswölbungen aufweist.

Bei dem in 2 gezeigten Verfahrensschritt hat die erste Düse 2 des Spritzkopfes 3 den Beginn einer der Rohrmuffe entsprechenden Muffenausnehmung 12 im Formtunnel 4 erreicht, während die zweite Düse 7 sich noch gegenüber dem die gewellte Formwand 13 bildenden Abschnitt des Formtunnels 4 befindet. Der durch die erste Düse 2 austretende erste Schlauch 1 wird zu dem in Produktionsrichtung liegenden Ende der Muffenausnehmung 12 angehoben, indem der Druck p1 auf einen im Wesentlichen konstanten Druck p2 kleiner p1 umgeschaltet wird. Der Druck p1 im Raum A zwischen den beiden Schläuchen 1 und 6 ist derart bemessen, dass der Schlauch 1 in der darauf folgenden Ausformung zu einer Rohrmuffe vollflächig gegen die Muffenausnehmung 12 gedrückt wird und eine gleichbleibende Wandstärke über die gesamte Rohrmuffe aufweist.

3 zeigt eine Verfahrenssituation, bei der die zweite Düse 7 des Spritzkopfes 3 den in Produktionsrichtung liegenden Anfang der Muffenausnehmung 12 des Formtunnels 4 erreicht hat, während der erste Schlauch 1 noch in die Muffenausnehmung 12 extrudiert wird. Im Raum A zwischen den beiden Schläuchen 1 und 6 wird weiterhin mit dem Druck p2 gefahren. Mit dem Druck p2 wird der erste Schlauch 1 vollflächig gegen die Muffenausnehmung 12 angedrückt. In den Kokillen der Muffenausnehmung 12 vorhandene (in der Zeichnung nicht dargestellte) Luftabsaugkanäle beaufschlagen die Aussenseite des ersten Schlauchs 1 erst dann effektiv mit einem Vakuum, nachdem sich der Schlauch 1 an die Muffenausnehmung angelegt hat. In 3 ist dies der vordere in Produktionsrichtung liegende Bereich. In dem Bereich, wo der durch die erste Düse 2 austretende erste Schlauch 1 zur Muffenausnehmung 12 angehoben, aber noch nicht gegen diese angelegt ist, herrscht kein für die Muffenausformung des Schlauchs 1 ausreichendes Teil-Vakuum, da durch die Luftabsaugkanäle lediglich die in den Bereich zwischen dem ersten Schlauch 1, dem Spritzkopf 3 und dem Formtunnel 4 einströmende Luft abgesaugt wird. Die effektive Muffenformung des Schlauchs 1 geschieht also mit Hilfe des Drucks p2 im Raum A zwischen den beiden Schläuchen.

Wie aus 3 hervorgeht, ist der Druck p2 so eingestellt, dass der aus der ersten Düse 2 extrudierte erste Schlauch 1 zur Muffenausnehmung 12 angehoben, jedoch nicht soweit aufgebläht wird, dass eine zu starke Dehnung erfolgt, die zu einer geringen Wandstärke des Schlauchs 1 im Anfangs- und mittleren Bereich der Muffenausnehmung 12 und einem Aufstauen des thermoplastischen Materials und somit zu einer Vergrößerung der Wandstärke an dem von der Produktionsrichtung abgewandten Ende der Muffenausnehmung 12 führt.

Um den zweiten Schlauch 6 mit dem zur Rohrmuffe aufgeweiteten ersten Schlauch 1 effektiv zu verschmelzen, wird bei der in 3 dargestellten Verfahrenssituation der zweite Schlauch 6 von innen über einen zweiten Gaskanal 14 mit einem Druck p3 über Atmosphärendruck beaufschlagt. Der Druck p3 ist in einer Anfangsphase so bemessen, dass der zweite Schlauch 6 leicht in die Muffenausnehmung 12 angehoben wird, ohne dass er zu stark gedehnt wird.

Während der in 4 dargestellten weiteren Phase, in der der zweite Schlauch 6 sich zur Rohrmuffe auf geweitet hat, wird der Druck p3 erhöht, so dass ein optimales Verschmelzen des zweiten Schlauchs 6 mit dem ersten Schlauch 1 gewährleistet ist. Der Druck p2 im Raum A zwischen den beiden Schläuchen 1 und 6 wird weiterhin im Wesentlichen konstant gehalten. Wichtig ist, dass in der in 3 gezeigten Phase, in der beide Schläuche 1 und 6 zur Rohrmuffe geformt werden, die Drücke p2 und p3 so gesteuert bzw. geregelt werden, dass ein vorgegebenes Druckdifferential zwischen p2 und p3 eingehalten wird. Dadurch erfolgt eine gleichmäßig stabile Verschmelzung der beiden Schläuche 1 und 6 im Bereich der Rohrmuffe.

5 stellt eine nachfolgende Verfahrenssituation dar, wobei der erste Schlauch 1 wieder in einen Abschnitt mit gewellter Formwand 13 extrudiert wird, während der zweite Schlauch 6 noch zur Rohrmuffe auf geweitet wird. Hier wird der Raum A zwischen den beiden Schläuchen 1 und 6 nach wie vor mit dem Druck p2 beaufschlagt, während der zweite Schlauch 6 von innen mit dem Druck p3 an den ersten Schlauch 1 angedrückt wird.

Bei der in 6 gezeigten Situation ist die Ausformung der Rohrmuffe sowohl durch den ersten Schlauch 1 als auch durch den zweiten Schlauch 6 abgeschlossen. Der den zweiten Schlauch 6 von innen beaufschlagende Druck p3 wird abgeschaltet und der Raum A zwischen den beiden Schläuchen 1 und 6 wird wieder mit dem Druck p1 beaufschlagt, um einen möglichst glatten, mit den Wellentälern 8 des ersten Schlauchs 1 verschweissten zweiten Schlauch 6 nach dem Erkalten des thermoplastischen Materials zu gewinnen, wobei der zweite Schlauch 6 durch den Kalibrierdorn 9 noch weiter zu einer glatten Innenwand geformt wird. Die Druckverhältnisse werden beibehalten, bis im weiteren Verfahren ein Abschnitt, wie er in 2 gezeigt wird, vorliegt.

Während der Formung der ersten Wellungen des Schlauches 1, wie in 6 dargestellt, kann der Raum A zunächst mit einem höheren Druck beaufschlagt werden, um die die ersten Wellentäler der Kokillen 5 optimal mit thermoplastischem Material auszufüllen, und dann mit einem niedrigeren Druck p1 weitergearbeitet werden.

7 zeigt die Steuerung der Drücke p1, p2 und p3 durch an den ersten Gaskanal 10 und den zweiten Gaskanal 14 angeschlossene Druckgas-Steuereinrichtungen 15 bzw. 16 über eine Steuervorrichtung 17 zur zeitlichen Schaltung der Druckgas-Steuereinrichtungen 15 und 16.

Ein Druckgas zur Erzeugung der Drücke p1, p2 und p3 wird über eine Druckgas-Zuführung 18 den Druckgas-Steuereinrichtungen 15 und 16 zugeleitet. Die Druckgas-Steuereinrichtung 15 dient zur Erzeugung des Drucks p1 und des Drucks p2 durch das aus der Mündung des ersten Gaskanals 10 austretende Gas im Raum A zwischen den beiden Schläuchen 1 und 6, während die Druckgas-Steuereinrichtung 16 zur Erzeugung des den zweiten Schlauch 6 von innen beaufschlagenden Drucks p3 durch das aus der Mündung des zweiten Gaskanals 14 austretende Druckgas vorgesehen ist. Die zeitliche Schaltung der Druckgas-Steuereinrichtungen 15 und 16 erfolgt durch die Steuervorrichtung 17, wie nachstehend beschrieben wird.

Wie aus den in den 1 bis 6 dargestellten Verfahrensschritten hervorgeht, ist die zeitliche Schaltung der Drücke p1, p2 und p3 von der Position der Muffenausnehmung 12 des Formtunnels 4 relativ zum Spritzkopf 3, insbesondere zu den Düsen 2 und 7, abhängig. In einfachster Weise kann die zeitliche Schaltung durch berührlose Schalter vor und nach der Muffenausnehmung 12 erfolgen. Soll die Druckeinstellung jedoch zeitlich variabel und durch eine Regelung durchgeführt werden, ist es zweckmäßig, bei einer bestimmten Halb-Kokille 5' die Einnahme einer vorgegebenen Position innerhalb ihres Kreislaufes zu registrieren und mit Hilfe dieser Registrierung die zeitliche Einstellung der Drücke p1, p2 und p3 zu steuern.

Dazu kann an der Außenseite der Halbkokille 5' eine Marke, z.B. eine Erhöhung oder Vertiefung auf der Außenseite der Halb-Kokille, angebracht sein, wobei durch einen stationären Sensor 19, im vorliegenden Fall einen Näherungsschalter, das Erreichen der Halb-Kokille 5' in der vorgegebenen Position registrierbar ist. Die Steuervorrichtung 17 weist ein Programm auf, mit dem in Abhängigkeit von der Registrierung der Position durch den Sensor 19 die Schaltung der Druckgas-Steuereinrichtungen 15 und 16 erfolgt.

Das Programm der Steuervorrichtung 17 berücksichtigt die vorgegebene Geometrie der Kreisläufe bildenden Bahnen der Halb-Kokillen 5 und insbesondere die Position der die Muffenausnehmung 12 bildenden Halb-Kokillen. Aufgrund der Registrierung der vorgegebenen Position der Halb-Kokille 5' durch die Steuervorrichtung 17 können die Drücke p1, p2 und p3 in den vorstehend beschriebenen und insbesondere in den 2, 3 und 6 gezeigten Verfahrenssituationen eingestellt werden.

Die wiederholte Registrierung der vorgegebenen Position der Halb-Kokille 5' durch den Sensor 19 dient als Reset des Steuerungsprogramms.

Weiterhin kann ein Impulsgenerator 20 vorgesehen sein, der Impulse der Steuervorrichtung 17 zuführt, wobei die Aufeinanderfolge zweier Impulse von der Zurücklegung einer vorgegebenen Strecke der Halb-Kokillen abhängig ist. Der Impulsgenerator kann z.B. in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit oder dem Drehweg eines Zahnrades, das zur Umlenkung der sich im Kreislauf bewegenden Reihe von Halb-Kokillen 5 dient, Impulse erzeugen und an die Steuervorrichtung 17 weiterleiten. Mit Hilfe der Impulse lässt sich der Abstand der die Muffenausnehmung 12 bildenden Halb-Kokillen von den jeweiligen Schaltpositionen der Drücke p1, p2 und p3 auf der Kokillenbahn bestimmen und die Schaltung der Drücke, wie vorstehend beschrieben, durchführen. Als Anfangssregistrierung bzw. Reset dient wiederum der Sensor 19.

Mit Hilfe des Impulsgenerators 20 kann ein Variieren der Geschwindigkeit der Halb-Kokillen 5 auf ihrer Kreislaufbahn berücksichtigt werden.

Die Steuervorrichtung 17 kann weiterhin eine Einrichtung zur Variierung der Bahngeschwindigkeit der Halb-Kokillen 5 mit einem Programm aufweisen, das die Schaltung der Drücke p1, p2 und p3 selbsttätig, d.h. ohne Registrierung von Maschinendaten, die von der Zurücklegung bestimmter Strecken der Halb-Kokillen 5 abhängig sind, steuern.

In 8 ist ein Ausführungsbeispiel für die Druckgas-Steuereinrichtungen 15 und 16 zur zeitlichen Schaltung der Drücke p1 und p2 bzw. p3 dargestellt. Das zur Einstellung der Drücke p1, p2 und p3 benötigte Druckgas wird über die Druckgas-Zuführung 18 zugeleitet. Diese ist über Verzweigungen an Druckregler 21 und 22 angeschlossen. Stromabwärts hinter den Druckreglern 21 und 22 wird der aus diesen austretende Gasdruck durch Manometer 23 bzw. 24 gemessen und einer (im einzelnen in 8 nicht dargestellten) Stelleinheit innerhalb der Druckregler 21 und 22 mitgeteilt. Da die Stelleinheiten, wie aus 8 hervorgeht, mit Hilfe des von der Druckgas-Zuführung 18 bereitgestellten Druckgases, jedoch auf einem niedrigeren Druckwert, betrieben werden, ist ein Druckverminderer 25 bzw. 26 erforderlich, der im gezeigten Ausführungsbeispiel manuell einstellbar ist.

Weiterhin können (in der Zeichnung nicht dargestellt) Sensoren zur Messung der Temperatur des im Raum A zwischen den beiden Schläuchen vorhandenen Gases und/oder des thermoplastischen Materials der Schläuche 1 und 6 vorgesehen sein, wobei mit Hilfe der Temperaturwerte der zur Erzielung der Drücke p1 und p2 im Raum A zwischen den beiden Schläuchen benötigte Gasdruck an der Auslassseite der Druckgas-Steuereinrichtungen 15 und 16 einstellbar ist.

Die mit den Druckreglern 21 und 22 verbundene Steuervorrichtung 17 (in 8 nicht dargestellt) kann ferner so ausgelegt sein, dass mit Hilfe der Druckregler 21 und 22 ein vorgegebenes Druckdifferential zwischen p2 und p3 einstellbar ist.

1erster Schlauch 2erste Düse 3Spritzkopf 4Formtunnel 5Halb-Kokille 5'Halb-Kokille 6zweiter Schlauch 7zweite Düse 8Wellental 9Kalibrierdorn 10erster Gaskanal 11Zwischenraum zwischen den beiden Schläuchen 12Muffenausnehmung 13gewellte Formwand 14zweiter Gaskanal 15Druckgas-Steuereinrichtung 16Druckgas-Steuereinrichtung 17Steuervorrichtung 18Druckgas-Zuführung 19Sensor 20Impulsgenerator 21Druckregler 22Druckregler 23Manometer 24Manometer 25Druckverminderer 26Druckverminderer ARaum zwischen den beiden Schläuchen

Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung eines doppelwandigen thermoplastischen Rohres mit einer Rohrmuffe, wobei

    a) ein erster Schlauch (1) in einen Formtunnel (4) extrudiert wird, der aus mindestens einer Reihe auf einer Bahn geführter Kokillen (5) gebildet wird,

    b) der erste Schlauch (1) in mindestens einem ersten Abschnitt in eine gewellte Form gebracht wird und in mindestens einem zweiten Abschnitt zu einer Rohrmuffe aufgeweitet wird,

    c) ein zweiter Schlauch (6) in den ersten Schlauch extrudiert und in dem ersten Abschnitt gegen Wellentäler (8) des ersten Schlauchs (1) gedrückt wird,

    d) während der erste Schlauch (1) in die gewellte Form gebracht und der zweite Schlauch (6) in den ersten extrudiert wird, sich zwischen den beiden Schläuchen (1, 6) ein Raum (A) ausbildet, der mit einem über Atmosphärendruck liegenden Druck p1 beaufschlagt wird,

    e) vor dem Beginn des Aufweitens des ersten Schlauchs (1) zu einer Rohrmuffe der Raum (A) zwischen den beiden Schläuchen (1, 6) mit einem gesteuerten, über Atmosphärendruck liegenden im Wesentlichen konstanten Druck p2 < p1 beaufschlagt wird, der im Wesentlichen während der Ausbildung der Rohrmuffe konstant gehalten wird,

    f) während des Extrudierens des zweiten Schlauchs (6) in den zur Rohrmuffe auf geweiteten ersten Schlauch (1) der zweite Schlauch (6) von innen mit einem über Atmosphärendruck liegenden Druck p3 beaufschlagt und gegen den ersten Schlauch (1) gedrückt wird,

    g) anschließend der Raum (A) zwischen den beiden Schläuchen wieder mit dem Druck p1 beaufschlagt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor dem Aufweiten des ersten Schlauchs (1) zu einer Rohrmuffe der Druck p1 auf den Druck p2 umgeschaltet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor dem Extrudieren des zweiten Schlauchs (6) in den zur Rohrmuffe auf geweiteten ersten Schlauch (1) der zweite Schlauch (6) von innen mit dem Druck p3 beaufschlagt wird.
  4. verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einnahme einer vorgegebenen Position einer Kokille (5') auf ihrer Bahn registriert wird und mit Hilfe dieser Registrierung die Einstellung der Drücke p1, p2 und p3 gesteuert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Ereignisse, mit denen die von den Kokillen (5) auf der Bahn zurückgelegte Strecke bestimmbar sind, registriert werden und mit Hilfe dieser Registrierungen die Einstellung der Drücke p1, p2 und p3 gesteuert wird.
  6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit

    A) einem aus mindestens einer Reihe auf einer Bahn geführter Kokillen (5) gebildeten Formtunnel (4), der in mindestens einem ersten Abschnitt eine gewellte Formwand (13) und in mindestens einem zweiten Abschnitt eine den Rohrmuffen entsprechende Muffenausnehmung (12) aufweist,

    B) einer mit einem Spritzkopf (3) versehenen Extrusionseinrichtung, wobei der Spritzkopf (3) eine erste Düse (2) zur Extrusion eines ersten Schlauchs (1) in den Formtunnel (4) und eine in Bewegungsrichtung der Kokillen (5) im Formtunnel (4) nachgeordnete zweite Düse (7) zur Extrusion eines zweiten Schlauchs (6) aufweist,

    C) einem zwischen den beiden Düsen (2) und (7) angeordneten ersten Gaskanal (10), und einem in Bewegungsrichtung der Kokillen (5) des Formtunnels (4) hinter der zweiten Düse (7) ausmündenden zweiten Gaskanal (14),

    E) einer an den ersten Gaskanal (10) angeschlossenen Druckgas-Steuereinrichtung (15) zur Erzeugung eines Drucks p1 und eines gesteuerten, im Wesentlichen konstanten Druckes p2 < p1 durch das aus der Mündung des ersten Gaskanals (10) austretende Druckgas im Raum (A) zwischen den beiden Schläuchen (1) und (6), wobei p1 und p2 über Atmosphärendruck liegen,

    F) einer an den zweiten Gaskanal (14) angeschlossenen Druckgas-Steuereinrichtung (16) zur Erzeugung eines über Atmosphärendruck liegenden Drucks p3 an der Innenseite des zweiten Schlauchs (6) durch das aus der Mündung des zweiten Gaskanals (14) austretende Druckgas,

    G) eine Steuervorrichtung (17) zur Steuerung der Druckgas-Steuereinrichtungen (15) und (16), die derart ausgelegt ist, dass schon vor dem Beginn des Aufweitens des ersten Schlauchs (1) zu einer Rohrmuffe und im Wesentlichen während der Ausbildung der Rohrmuffe der Raum (A) zwischen den beiden Schläuchen (1, 6) mit dem Druck p2 beaufschlagt wird, und dass während des Extrudierens des zweiten Schlauchs (6) in den zur Rohrmuffe aufgeweiteten ersten Schlauch (1) der zweite Schlauch (6) von innen mit dem Druck p3 beaufschlagt wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an den ersten Gaskanal (10) angeschlossene Druckgas-Steuereinrichtung (15) einen Druckregler (21) aufweist, mit dem der Druck des in den Raum (A) zwischen den beiden Schläuchen (1, 6) strömenden Druckgases steuerbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an den ersten Gaskanal (10) angeschlossene Druckgassteuereinrichtung (15) einen Durchflussmesser aufweist, mit dem das in den Raum (A) zwischen den beiden Schläuchen (1, 6) strömende Gasvolumen steuerbar ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckmesseinrichtung zur Messung des im Raum (A) zwischen den beiden Schläuchen (1, 6) herrschenden Drucks vorgesehen ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren zur Messung der Temperatur des im Raum (A) zwischen den beiden Schläuchen (1, 6) vorhandenen Druckgases und/oder des thermoplastischen Materials der Schläuche (1, 6) vorgesehen sind und mit der Druckgas-Steuereinrichtung (15) aufgrund der Temperaturwerte der zur Erzielung der Drücke p1 und p2 im Raum (A) zwischen den beiden Schläuchen (1, 6) benötigte Gasdruck bzw. das benötigte Gasvolumen einstellbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Druckgas-Steuereinrichtungen (15, 16) für die beiden Gaskanäle (10 bzw. 14) ein vorgegebenes Druckdifferential zwischen p2 und p3 einstellbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite einer Kokille (5') eine Marke angebracht ist und ein stationärer Sensor (19) vorgesehen ist, mit dem die Marke in einer bestimmten Position der Kokille (5') auf ihrer Bahn registrierbar ist, und dass die Steuervorrichtung (17) ein Programm aufweist, mit dem in Abhängigkeit von der Registrierung der Marke durch den Sensor (19) die Schaltung der Druckgas-Steuereinrichtungen (15, 16) erfolgt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Marke in einer Erhebung oder Vertiefung an der Außenseite der Kokille (5') besteht und als Sensor (19) ein Näherungsschalter vorgesehen ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Impulsgenerator (20) vorgesehen ist, der Impulse erzeugt, deren Aufeinanderfolge von der Zurücklegung einer vorgegebenen Strecke der Kokillen (5) auf ihrer Bahn abhängig ist und an die Steuervorrichtung (17) weiterleitet, und die Steuervorrichtung (17) ein Programm aufweist, mit dem in Abhängigkeit von den Impulsen die Schaltung der Druckgas-Steuereinrichtungen (15, 16) erfolgt.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuervorrichtung der durch die beiden Düsen (2, 7) der Extrusionseinrichtung jeweils extrudierte Strom thermoplastischen Material, und/oder die Geschwindigkeit der Kokillen (5) auf ihrer Bahn variabel einstellbar ist.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






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