DE2647154A1

DE2647154A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines rohrs aus thermoplastischem material

Info

Publication number: DE2647154A1
Application number: DE19762647154
Authority: DE
Inventors: Peter Baldwin Banks
Original assignee: English Electric Valve Co Ltd
Current assignee: Teledyne UK Ltd
Priority date: 1976-07-31
Filing date: 1976-10-19
Publication date: 1978-02-02
Also published as: FR2360520A1; DE2647154B2; GB1515476A; DE2647154C3; JPS5317609A; NL7706810A

Description

MANITZ. FINSTERWALD & GRÄMKOW

München, den 19. Okt. 1976 P/1/Co-E 2093

ENGLISH ELECTRIC VALVE COMPANY LIMITED, 106, Waterhouse Lane, Chelmsford, Essex. CMI 2Qu

Verfahren und Vorrichtung

zur Herstellung eines Rohrs aus thermoplastischem

Material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Rohrs und insbesondere zur Herstellung eines Rohrs aus thermoplastischem Material, wie beispielsweise Glas.

Glasröhren beispielsweise sind im Handel in einem Bereich von Standarddurchmessern erhältlich. Es ist jedoch häufig erforderlich, ein Glasrohr mit einem Durchmesser zu verwenden, der von einem Standarddurchmesser abweicht.

Es ist natürlich möglich, ein Glasrohr von Anfang an mit dem erforderlichen nichtstandardisierten Durchmesser zu erzeugen, doch ist dies wegen der benötigten Rohrmenge häufig nicht wirtschaftlich.

Theoretisch ist es möglich, ein Glasrohr mit einem vorgegebenen Durchmesser dadurch herzustellen, daß man mit einem Stück

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DR. G. MAMITZ · D1PL.-ING. M. FINSTERWALD DIP L.-IN G. W. CRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

β MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7STUTTGARTeO (BADCANNSTATT) MtJNCHEN. KONTO-NUMMER 727Ο

TEL. (0891 224211. TELEX 5-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL. (0711)56 72 61 POSTSCHECK! MÖNCHEN 77062-805

handelsüblich erhältlichen Rohr mit einem Durchmesser, der geringer ist als der erforderliche Durchmesser beginnt und dieses Rohr zur Erzeugung eines plastischen Zustandes allgemein erhitzt und einem inneren Druck aussetzt, um seinen Durchmesser so zu vergrößern, wie es gewünscht ist. Dieses Verfahren erfordert jedoch ein solch hohes Ausmaß an Steuerung bzw. Kontrolle, und zwar nicht nur bezüglich der Zeit und der Temperatur der Aufheizung, sondern auch in bezug auf die Glaszusammensetzung selbst, daß es nicht praktikabel ist.

Sogar wenn ein Standardduichmesser benötigt wird, ist überdies gewöhnlich der Fall, daß die Kontrolle des Durchmessers und/ oder der Kreisförmigkeit eines allgemein im Handel erhältlichen Glasrohrs geringer ist, als sie für einige Zwecke erforderlich ist, beispielsweise bei der Herstellung von elektronischen Vakuumröhren.

Bekannte Verfahren zur Herstellung von Glasrohr mit einem Durchmesser, der enger kontrolliert ist, als der vom handelsüblichen, maschinengezogenen Glasrohren, werden unter Verwendung von Formeinrichtungen oder Dornen durchgeführt, die beide dazu neigen, eine Oberflächenbeschädigung des Glases hervorzurufen.

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Rohrs mit vorgegebenem Durchmesser und vorgegebener Querschnittskontrolle zu schaffen, bei dem eine oder mehrere der vorstehend genannten Schwierigkeiten vermindert oder vermieden sind.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs mit dem erforderlichen Durchmesser aus thermoplastischem Material dadurch ausgezeichnet, daß ein Stück verfügbaren Rohrs mit einem Durchmesser, der ungefähr gleich

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dem erforderlichen Durchmesser ist einer Zugspannung ausgesetzt wird, daß eine entlang der Länge des Rohrs bewegbare Quelle örtlicher Wärme bereitgestellt wird, daß das Innere des Rohrs unter Druck gesetzt wird, daß die Ausdehnung der Länge des Rohrs unter den Auswirkungen der örtlichen Erhitzung und der Spannung überwacht wird und daß die Quelle örtlicher Aufheizung entlang der Länge des Rohrs in Abhängigkeit von den Ergebnissen dieser Überwachung bewegt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung zeichnet sich ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs mit dem erforderlichen Durchmesser aus thermoplastischem Material dadurch aus, daß ein Stück eines verfügbaren Rohrs mit einem Durchmesser, der dem erforderlichen nahekommt, einer Zugspannung ausgesetzt wird, daß eine entlang der Länge des Rohrs bewegbare Quelle örtlicher Hitze vorgesehen wird, daß das Innere des Rohrs unter Druck gesetzt wird, daß die Verlängerung des Rohrstückes unter den Einwirkungen der örtlichen Aufheizung und der Spannung überwacht wird und daß die Quelle örtlicher Aufheizung entlang der Länge des Rohrs in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Überwachung bewegt wird, wodurch das Rohrstück abschnittsweise und im wesentlichen gleichmäßig entlang seiner Länge gedehnt bzw. ausgedehnt wird.

Normalerweise wird die Zugspannung konstant gehalten und der Druck, dem das Innere des Rohrstücks ausgesetzt ist, wird in Abhängigkeit vom erforderlichen Durchmesser gesteuert, während die Aufheizquelle entlang des Rohrstücks bewegt wird.

Es kann auch vorteilhaft sein, sowohl die Zugspannung als auch den Druck konsbant zu halten, während die Aufheizquelle entlang des Rohrstücks bewegt wird, wodurch das Rohr einen im wesentlichen konstanten, vorgegebenen Durchmesser entlang der Länge annimmt.

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Der erforderliche Durchmesser kann nominell der gleiche sein, wie der Durchmesser des verfügbaren Rohrs, in welchem Fall dann die Erfindung dazu genutzt werden kann, die Kontrolle des Durchmessers und/oder der Kreisförmigkeit des Bohrs entlang seiner Länge zu verbessern. Alternativ dazu, kann der erforderliche Durchmesser größer oder kleiner als der Durchmesser des verfügbaren Rohrs sein.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wie oben beschrieben, ist gekennzeichnet durch Einrichtungen, die ein Rohrstück aus thermoplastischem Material einer Zugspannung aussetzen, Einrichtungen, um das Innere des Rohrs unter Druck zu setzen, Einrichtungen,die entlang des Rohrstücks zur örtlichen Aufheizung des Rohrs bewegbar sind, Einrichtungen zur Überwachung der Ausdehnung bzw. Verlängerung des Rohrstücks unter den Einwirkungen der Spannung und der örtlichen Aufheizung und durch Einrichtungen zur Bewegung der örtlichen Aufheizeinrichtung entlang des Rohrstücks in Abhängigkeit von den Ergebnissen dieser Überwachung.

Bevorzugt ist diese Vorrichtung so ausgebildet, daß die Zugspannung und der Druck im wesentlichen konstant gehalten werden können, während die Quelle örtlicher Aufheizung entlang des Rohrstücks bewegt wird.

Die Erfindung ist besonders für Rohre aus Glas anwendbar.

Wenn man in dem letztgenannten Fall annimmt, daß das Rohr eine vernachlässigbare Wanddicke aufweist und dsß eine erforderliche Änderung des Durchmessers verhältnismäßig gering ist (wie es der Fall sein wird, wenn das Rohr mit dem erforderlichen Durchmesser aus einem Rohr des nächstgrößeren handelsüblich erhältlichen Durchmessers geformt werden soll, dann ist die Beziehung zwischen dem inneren Druck und der Zugspannung gegeben durch

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37TCL2 - LI)

Hierbei ist P der Druck, T die Zugspannung, L1 und L2 sind die anfängliche, bzw. die endgültige Länge und Dl und D2 sind der anfängliche bzw. der endgültige mittlere Durchmesser.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines Glasrohrs mit dem erforderlichen Durchmesser, welcher von dem eines im Handel verfügbaren Glasrohrs abweicht.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sei, angenommen, daß ein Rohr von im wesentlichen konstantem Durchmesser entlang seiner Länge hergestellt werden soll. Ein Stück von im Handel erhältlichem Glasrohr 1 mit einem Durchmesser, der dem erforderlichen nahekommt, ist an einem Ende mittels einer Klemmanordnung2 verankert. Das andere Ende des Glasrohrs 1 ist mittels einer Klemme 3 an einer Feder Zf oder einer ähnlichen Vorrichtung befestigt, die innerhalb von Grenzen unabhängig von irgendeiner Dehnung des Glasrohrs 1 eine im wesentlichen konstante Zugspannung im Glasrohr 1 erzeugt. Ein kleiner Heizofen 5 ist so angeordnet, daß er eine örtliche Aufheizung des Glasrohrs 1 erzeugt. Der Heizofen 5 kann entlang des Glasrohrstückes 1 mittels eines elektrischen Motors 6 und eines Zahnstangengetriebes 7 bewegt werden.

Zur Messung der Verlängerung des Glasrohrs 1 unter den Einwirkungen der durch die Feder l± erzeugten Zugspannung und der örtlichen Aufheizung durch den Heizofen 5 ist ein Bewegungsfühler 8 vorgesehen. Der Fühler 8 kann in irgendeiner geeigneten Form vorliegen, beispielsweise kann er auö einem optischen Fühler oder einem elektromechanischen Fühler bestehen. Der Fühler

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ist zur Steuerung des Elektromotors 6 und somit auch zur Steuerung der Bewegung des Heizofens 5 entlang des Glasrohrstücks 1 verschaltet, so daß jeder Abschnitt des Glasrohrs entlang eines Teils seiner Länge um einen konstanten Betrag (z.B. 10 %) gestreckt bzw. gedehnt wird.

Da jeder Abschnitt des Glasrohrs 1 entlang des oben genannten Teils seiner Länge einer Hitzebehandlung unterzogen wurde, die unter der Einwirkung einer konstanten Zugspannung eine Verlängerung von in dem gegebenen Beispiel 10 % gestattet, ist es möglich, den Druck zu berechnen, der im Inneren des Rohrs 1, geliefert aus einer bei 9 dargestellten Quelle, erzeugt werden muß und der dazu führt, daß das Rohr 1 den erforderlichen Wert annimmt. Es sei dabei angenommen, daß die Wanddicke des Rohrs 1 vernachlässigbar ist und daß die erforderliche Durchmesserveranderung klein ist (wie es der Fall sein wird, wenn ein Rohr mit dem erforderlichen Durchmesser aus einem Rohr des nächstgrößeren handelsüblichen Durchmessers geformt werden soll); in diesem Fall ist die Beziehung zwischen dem Druck und der Zugspannung gegeben durch

- LU

hierbei ist P der Druck, T die Zugspannung, L1 und L2 sind die anfängliche bzw. die endgültige Länge und D1 und D2 sind der anfängliche bzw. der endgültige mittlere Durchmesser.

Der vorgenannte Teil der Länge des Rohrs 1 wird dann auf die gewünschte Länge abgeschnitten.

Es soll noch angemerkt werden, daß bei ¥erwendung der gleichen Vorrichtung ein beträchtlicher Bereich von Rohrdurchmessern

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geformt werden kann, indem der Wert der Zugspannung und/oder der Wert des Drucks in geeigneter Weise verändert werden.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1.!Verfahren zur Herstellung eines Rohrs mit dem erforderli- ^—'chen Durchmesser aus thermoplastischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stück eines verfügbaren Rohrs, dessen Durchmesser dem erforderlichen Durchmesser nahekommt, einer Zugspannung ausgesetzt viird, daß eine entlang des Rohrstücks bewegbare Quelle örtlicher Hitze vorgesehen wird, daß das Innere des Rohrs unter Druck gesetzt wird, daß die Ausdehnung des Rohrstücks unter der Einwirkung der iJrtlichen Erhitzung und der Spannung überwacht wird und daß die Quelle örtlicher Erhitzung in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Überwachung entlang des Rohrstücks bewegt wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines Rohrs mit dem erforderlichen Durchmesser aus thermoplastischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stück eines verfügbaren Rohrs mit einem Durchmesser, der dein erforderlichen Durchmesser nahekommt, unter Zugspannung gesetzt wird, daß eine entlang des Rückstücks bevjogbare Quelle örtlicher Hitze vorgesehen wird, daß das Innere des Rohrs unter Druck gesetzt wird, daß die Ausdehnung des Rohrstücks unter der I'linvjirkunf; der örtlichen Erhitzung und der Spannung übervvacht vJird und daß die Quelle örtlicher Erhitzung in Abhängigkeit von den Ergebnissen dieser Überwachung entlang des Rohrstückoa bewegt wird, wodurch das Rohrstück abschnitte weise und im wesentlichen gleichmäßig entlang seiner Länge /jodolmt ν: ir el.

VorLVaron nach einen der Ansprüche 1 oder ?-, dadurch g e 1: ο η η ζ ο i c h η ο t, daß dio Zugspannung konotnnt r;ehal-

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ORIGINAL fNSPECTED

ten wird und daß der Druck im Inneren des Rohrstückes in Abhängigkeit von dem erforderlichen Durchmesser gesteuert wird, während die Heizquelle entlang des Rohrstückes bewegt wird.

km Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Zugspannung als auch der Druck konstant gehalten werden, während die Heizquelle entlang des Rohrstückes bewegt wird, wodurch das Rohr einen im wesentlichen konstanten, vorgegebenen Durchmesser entlang der Länge annimmt.

5» Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erforderliche Durchmesser nominell gleich dem Durchmesser des verfügbaren Rohrs ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (l\-) zur Ausübung einer Zugspannung auf ein Rohrstück (1 ) aus thermoplastischem Material vorgesehen sind, Einrichtungen (9) ^ur Erzeugung eines Druckes im Inneren dos Rohrs, Einrichtungen (':>), dio :z\xv örtlichen, iiirhltrumr; dor; Rohrs entlang (lon :->ohrstuckes( 1 ) bewegbar sind, Einrichtungen (8) zur Überwachung der Ausdehnung; des Rohrstückes unter den Einwirkungen der Zugspannung und der örtlichen Erhitzung, und daß Einrichtungen (7) vorgesehen sind, die die Einrichtung zur örtlichen Erhitzung in Abhängigkeit von den Ergebnissen der überwachung ontlau ■ des Rohrstückes bewegen.

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BAD ORIGINAL