DE2349818B2

DE2349818B2 - Verfahren zum anformen eines flansches an einem ende eines in einem metallrohr angeordneten auskleidungsrohres

Info

Publication number: DE2349818B2
Application number: DE19732349818
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 5042 Erftstadt;Klöcker Wilhelm 5040 Brühl Schneiders
Original assignee: Knapsack AG, 5033 Hürth-Knapsack
Priority date: 1973-10-04
Filing date: 1973-10-04
Publication date: 1976-06-24
Also published as: CA1036307A; NL7412977A; DE2349818A1; US4018863A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anformen eines Flansches an einem Ende eines, in einem Festflansche aufweisenden Metallrohr angeordneten Auskleidungsrohres aus einem warmverformbaren Kunststoff, bei dem das über den zugeordneten Festflansch des Metallrohres überstehende Ende des Auskleidungsrohres mittels einer erwärmten Formfläehe erwärmt, trichterförmig aufgeweitet, zu dem Flansch ausgeformt und danach abgekühlt wird.

Aus der US-PS 34 35 109 ist ein Verfahren zum Anformen eines Flansches am Ende eines thermoplastischen Auskleidungsrohres, das von einem Metallrohr umgeben ist, bekannt, nach welchem ein federndes kreisförmiges ausdehnbares Element, das mit einer langen Gewindestange verbunden ist, in das thermoplastische Auskleidungsrohr eingeführt wird. Durch Drehen der Stange wird das Element ausgedehnt und dadurch in innigen Kontakt mit der Innenwandung des thermoplastischen Auskleidungsrohres gebracht. Nun wird eine beheizbare Formfläche über die Gewindestange geschoben und teilweise in das thermoplastische Auskleidungsrohr eingeführt. Nach Aufheizen der Formfläehe auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des thermoplastischen Auskleidungsrohres wird die Formfläche durch Drehen einer auf der Gewindestange befindlichen Mutter in Richtung auf das im Auskleidungsrohr ausgedehnte Element bewegt, bis die Ebene des Flansches des thermoplastischen Auskleidungsrohres senkrecht zur Längsachse des Auskleidungsrohres steht.

Das Werkzeug zum Anformen von Flanschen an thermoplastischen Auskleidungsrohre nach der US-PS 31 42 868, wobei die Thermoplaste beispielsweise Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylchloridacetat, PoIystrol oder Copolymere des Polystyrols sind und wobei die thermoplastischen Auskleidungsrohre von einem Metallrohr umgeben sind, besteht aus einem zylindrisehen Zentrierstück, welches so bemessen ist, daß seine Außenfläche leicht an der inneren Oberfläche des thermoplastischen Auskleidungsrohres gleitet, und aus einem Formkopf, welcher eine senkrecht zur Achse des Auskleidungsrohres verlaufende Ausnehmung aufweist. Dabei sind das Zentrierstück und der Formkopf durch eine innere und eine äußere Gewindestange miteinander verbunden. Nachdem das Auskleidungsrohr mit Überstand in das Metallrohr eingeschoben und beispielsweise mit Hilfe einer Doppelschraubengelenkpresse in dieser Stellung verankert ist, wird der Formkopf auf etwa 121 bis 177°C erhitzt. Dann wird das Werkzeug unier Ausübung von Druck auf die genannten Gewindestangen in Richtung auf das Auskleidungsrohr zu bewegt, wobei die Gewindestangen mit der Mittellinie des Auskleidungsrohres fluchten. Dabei wird am Ende des thermoplastischen Auskleidungsrohres ein Flansch ausgebildet, welcher am Flansch des Metallrohres anliegt.

Beim Verfahren zum Anformen eines Flansches an ein thermoplastisches Auskleidungsrohr, welches von einem Metallrohr umgeben ist (US-PS 33 83 750), wird das Auskieidungsrohr, welches aus Vinyliden-Vinylchlorid. Polypropylen oder einem chlorierten Polyäther bestehen kann, ein Stück aus dem Metallrohr herausgeschoben. Das aus dem Metallrohr herausragende Stück des Auskleidungsrohres wird erhitzt, bis es sich in heißplastischem Zustand befindet. Dann wird in das plastifizierte Rohrende in axialer Richtung ein kegelstumpfförmiges Teil, welches in einem Zylinder mit größerem Durchmesser federnd eingebettet ist, hineingetrieben. Schließlich wird das plastifizierte Rohrende durch die ihm zugewandte Zylinderfläche in eine nach außen gerichtete Lage gebracht. Nach Abkühlen befindet sich an dem Auskleidungsrohr ein Flansch, welcher frei von einem nach innen gerichteten Grat ist.

Schließlich ist aus der DT-OS 21 37 797 eine Vorrichtung zum Anformen eines konischen oder ebenen Bun des an einem Ende eines Rohres aus weichem Metall wie Kupfer oder Messing bekannt. Dabei wird das Rohr zwischen Klemmen derart eingeklemmt und blokkiert, daß ein Stück des Rohres über die obere Endfläche der Klemmen überstellt. Sodann wird eine Werkzeughalterstange, welche an ihrem unteren Ende ein konisches oder eben ausgebildetes Werkzeug trägt, entlang der Achse des eingeklemmten Rohres vertikal verschiebbar angeordnet. Schließlich wird das Werkzeug mit Hilfe eines Hammers mit dem oberen Ende des eingeklemmten Rohres in Berührung gebracht, wodurch das Werkzeug fortschreitend die Verformung des oberen Endes des eingeklemmten Rohres bewirkt.

Da der chemisch sehr resistente Kunststoff Polytetrafluoräthylen (im folgenden PTFE), obwohl er als Thermoplast klassifiziert ist, weder weich wird noch fließt, weichen seine Verarbeitungsmethoden sehr von den herkömmlichen Methoden, Kunststoffe zu verarbeiten, ab.

Zur Herstellung von Rohren mit beidseitigen Flanschen, ging man bisher von PTFE-Halbfabrikaten in Form von dickwandigen Rohren aus, welche spanabhebend bearbeitet wurden. Neben dem Verlust an PTFE, welchen eine spanabhebende Bearbeitung mit sich bringt, ist es auch nicht möglich, auf diese Art hergestellte PTFE-Rohre mit beidseitigem Flansch in ein Metallrohr wandanliegend einzubringen, was wegen der schiechten mechanischen Eigenschaften des PTFE (Kaltfluß) insbesondere bei größeren Rohrdurchmessern wünschenswert ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Anformen eines Flansches an einem Ende eines in einem Metallrohr befindlichen Ausklei-

dungsrohres aus Kunststoff zu schaffen, bei welchem das Auskleidungsrohr relativ kleine Wandstärken aufweisen kann und welches bei Temperaturen abläuft, bei denen der Kunststoff noch nicht zersetzt wird.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Erwärmen des aus PTFE bestehenden, eine Wanddicke von wenigstens annähernd 2 mm aufweisenden Auskleidungsrohres bei einer Temperatur der Formfläche von 180 bis 210⁰C und das Aufweiten sowie Ausformen bei einon Flächendruck von 0,5 bis 2 N/mm² während einer Relativgleitbewegung des Endes des Auskleidungsrohres zu der Formfläche von 5 bis 15Umdre hungen/min erfolgt und daß das Aufweiten in einer ersten Stufe während 0,5 bis 3 Minuten sowie das Ausformen in einer zweiten Stufe während 1 bis 3 Minuten durchgeführt wird.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich das Anformen des Flansches an dat Auskleidungsrohr aus PTFE ohne Material verlust durchführen. Darüber hinaus wird bei den angewendeten Temperaturen das PTFE noch nicht zersetzt, so daß keine giftigen Gase auftreten.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man mit PTFE ausgekleidete Metallrohre, wobei die beidseitig angeformten Flansche beim Verbinden von ausgekleideten Metallrohren gleichzeitig als unverschiebbare Dichtung dienen. Dabei kann die Breite der Flansche bis zum Radius des verwendeten PTFE-Rohres betragen, ohne daß die Dicke der Flansche wesentlich von der Wanddicke des PTFE-Rohres abweicht.

In der Zeichnung sind die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen Werkzeuge schematisch dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 ein erstes Werkzeug und

F i g. 2 ein zweites Werkzeug.

An einer Welle 1, welche in das Spannfutter oder in den Support einer Werkzeugmaschine einspannbar ist, ist eine scheibenförmige Platte 2 befestigt, deren Wanddicke so bemessen isi, daß sie sich bei den anzuwendenden Drücken nicht verbiegt.

Nach F i g. 1 ist beim ersten Werkzeug an der scheibenförmigen Platte 2 weiterhin ein Kegelstumpf 3 und ein Zapfen 4 mit abgeschrägter Kante 5 angedreht.

Nach F i g. 2 ist beim zweiten Werkzeug an der scheibenförmigen Platte 2 ein Zapfen 4 mit gebrochener Kante 5 angedreht.

Beispiel 1

Ein PTFE-Auskleidungsrohr mit etwa 53 mm Außendurchmesser und 2 mm Wanddicke wurde in ein 1000 mm langes Stahlrohr mit 54 mm Innendurchmesoer und beiderseitigen Festflanschen derart eingeführt, daß beiderseits 33 mm PTFE-Auskleidungsrohr überstand. Das Auskleidungsrohr wurde mit Hilfe von Stützkernen im Stahlrohr arretiert. Das Stahlrohr wurde in das Futter einer Drehmaschine fest eingespannt. In den Stahlhalter der Drehmaschine wurde ein erstes s Werkzeug eingespannt, dessen Zapfen 4 einen Durchmesser von 48,5 mm aufwies und dessen Kegelstumpf 3 bei einem Grundflächendurchmesser von 100 mm 30 mm lang war. Die scheibenförmige Platte 2 war 10 mm dick. Nach dem Zentrieren des Stahlrohres und

,ο des Werk7euges wurde das erste Werkzeug einmalig auf 200⁰C erhitzt und mit einem Druck von 11 N/mm² bezogen auf die umzuformende Fläche bei 8 Umdrehungen/min 1 Minute lang an das überstehende Auskleidungsrohr angepreßt. Nach dem Austausch des ersten Werkzeuges gegen ein zweites Werkzeug, dessen Zapfen 4 einen Durchmesser von 48,5 mm hatte und dessen scheibenförmige Platte 10 mm dick war, wurde das einmalig auf 190°C erwärmte zweite Werkzeug 2 Minuten lang mit einem Druck von 1,3 N/mm² bei 8 Umdrehungen/min an das aufgetriebene Ende des Auskleidungsrohres angepreßt. Der Flansch wurde schließlich durch Abblasen mit Preßluft abgekühlt.

Beispiel 2

i_S In das Spannfutter einer Drehmaschine wurde ein mit angeschweißten Festflanschen versehenes Stahlrohr von 500 mm Länge und mit einem Innendurchmesser von 29 mm eingespannt. In dieses Stahlrohr wurde ein ungefähr 560 mm langes PTFE-Auskleidungsrohr mit einem Außendurchmesser von 28 mm und 2 mm Wanddicke mit einem beidseitigen Überstand von 30 mm eingeführt. Mit einem Stützkern wurde das Auskleidungsrohr gegen die Wand des Stahlrohres arretiert. In den Stahlhalter des Supports der Drehmaschine wurde ein erstes Werkzeug eingespannt, an welchem ein Zapfen 4 mit einem Durchmesser von 23,5 mm und einer Länge von 15 mm sowie ein Kegelstumpf 3 mit Durchmessern von 23,5 bzw. 80 mm mit einer Länge von 27 mm angedreht war. Das auf das Auskleidungsrohr zentrierte erste Werkzeug wurde einmalig auf 200⁰C erhitzt. Bei 11 Umdrehungen/min wurde das erste Werkzeug sodann mit einem Druck von 0,7 N/mm² eine Minute lang gegen das PTFE-Auskleidungsrohr gedruckt. Dann wurde das erste Werkzeug gegen ein zweites ausgetauscht, dessen Zapfen 4 ebenfalls 23,5 mm Durchmesser hatte und 15 mm lang war. Die scheibenförmig Platte 2 hatte einen Durchmesser von 80 mm und war 10 mm dick. Das zweite Werkzeug wurde einmalig auf 200⁰C erwärmt und 1 Minute bei 11 Umdrehungen/min mit einem Druck von 0,9 N/mm² an das vorgebördelte Ende des PTFE-Auskleidungsrohres angedrückt. Schließlich wurde der Flansch durch Aufsprühen von Wasser abgekühlt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Anformen eines Flansches an einem Ende eines, in einem Festflansche aufweisenden Metallrohr angeordneten Auskleidungsrohres aus einem warmverformbaren Kunststoff, bei dem das über den zugeordneten Festflansch des Metallrohres überstehende Ende des Auskleidungsrohres mittels einer erwärmten Formfläche erwärmt, trichterförmig aufgeweitet, zu dem Flansch ausgeformt und danach abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen des aus Polytetrafluoräthylen bestehenden, eine Wanddicke von wenigstens annähernd 2 mm aufweisenden i«; Auskleidungsrohres bei einer Temoeratur der Formfläche von 180 bis 210° C und das Aufweiten sowie Ausformen bei einem Flächendruck von 0,5 bis 2 N/mm² während einer Relativgleitbewegung des Endes des Auskleidungsrohres zu der Formfläehe von 5 bis 15 Umdrehungen/min erfolgt und daß das Aufweiten in einer ersten Stufe während 0,5 bis 3 Minuten sowie das Ausformen in einer zweiten Stufe während 1 bis 3 Minuten durchgeführt wird.

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