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Einrichtung zur Kontrolle der Wandungen bei der Herstellung von hohlen Werkstücken
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kontrolle der Wandungen bei der Herstellung hohler Werkstücke, insbesondere von Schläuchen und Rohren mittels innerhalb des Werkstückes angeordneter radioaktiver Substanzen und ausserhalb des Werkstückes angeordneter Strahlungsdetektoren.
Es ist bereits bekannt, beim Herstellen von Schlauchfolien im Inneren derselben eine aussermittige Strahlenquelle vorzusehen, deren senkrecht die Wand durchsetzende Strahlen ausserhalb aufgefangen werden. Die Strahlung kann hier praktisch nur an einer einzigen Stelle von aussen gemessen werden. Es ist auch bereits bekannt, konzentrisch zur Werkstückachse eine Flächenquelle vorzusehen ; hier ergeben sich jedoch Schwierigkeiten in der Intensitätsverteilung. Bekannt ist auch, die Achse der Durchstrahlungsrichtung schräg zur Ebene des durchstrahlten Gutes anzuordnen. Zur Messung der Dicke eines Überzuges hat man vorgeschlagen, Röntgenstrahlen lotrecht auf das zu untersuchende Material auftreffen zu lassen und die entstehende Fluoreszenzstrahlung mittels schrägstehender Detektoren zu messen.
Mit allen bekannten Einrichtungen ist es nicht möglich, eine wirklich genaue Steuerung der Wandstärke bei der Herstellung von Rohren zu erreichen.
Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dass die in der Achse des Werkstückes angeordnete radioaktive Substanz punktförmig ist und die Achsen der Strahlungsdetektoren die Werkstückachse in einem Punkt und jeweils unter einem spitzen Winkel es schneiden.
In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise dargestellt. Fig. 1 zeigt schematisch eine Anlage zur Herstellung von Rohren oder Schläuchen, Fig. 2 zeigt die Anordnung der erfindungsgemässen Einrichtung bei der Herstellung von Kunststoffrohren, Fig. 3 veranschaulicht ein Detail gemäss Fig. 2. In Fig. 4 ist schematisch in einem Blockschaltbild die Anordnung von Steuereinrichtungen gezeigt. Fig. 5 zeigt eine genauere Ausführung der erfindungsgemässen Einrichtung.
Fig. 1 zeigt eine an sich bekannte Anlage zur Herstellung von Rohren oder Schläuchen aus Kunststoff.
Es wird hiezu eine Extrudermaschine 1 verwendet, der über einen Trichter 2 ein Kunststoff zugeführt wird, Der flüssige Kunststoff wird dann einer Düse zugeleitet und mit Hilfe eines Kaliberrohres und einesDornes zu Rohren oder Schläuchen geformt. Das so gebildete Werkstück passiert eine Kühlwanne 3, in der sich der Kunststoff erhärtet. Das die Kühlwanne verlassende Werkstück 5 wird von einer Abzug maschine 4 entfernt.
Es ist nun wichtig, dass der Dorn und das Kaliberrohr genau ineinander justiert sind. Zu diesem Zweck muss diese Zentrierung laufend kontrolliert werden. In Fig. 2 ist der aus einem Stück bestehende Messkopf und der Dorn dargestellt. Der Dorn ist mit 6 bezeichnet. In diesem Dorn 6 befindet sich ein Luftkanal 7, in dem eine Halterung 8 für eine radioaktive Substanz 9 eingeschraubt ist. Der Dorn 6 ragt durch die Austrittsdüse 15 des Extruders 1 hindurch und in ein Kaliberrohr 10 hinein. Dieses Kaliberrohr befindet sich am Anfang der Kühlwanne 3. Mit Hilfe des Extruders wird der Kunststoff 11 durch die Öffnung zwischen der Düse 15 und dem Dorn 6 hindurchgepresst und so zu einem Rohr 12 geformt.
Das Kühlwasser 13 in der Kühlwanne 3 bewirkt ein Erstarren des Kunst-
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stoffes. In einem Abstand von der Ha1terung 8 der Strahlungssubstanz 9 sind Strahlungsdetektoren 14 angeordnet. Unter Strahlungsdetektoren sollen hier sämtliche Einrichtungen verstanden werden, durch die eine radioaktive Strahlung erkennbar gemacht werden kann, wie z. B. Zählrohre, Ionisationskammern, Schirme, auch in Verbindung von Bildverstärkern. Die Achsen der Strahlungsdetektoren 14 schneiden die Werkstückachse 16 in einem Punkt und unter einem Winkel a. Es ist günstig, wenn der Winkel a ein spitzer Winkel ist. Es ist aber durchaus auch denkbar, dass die Strahlungsdetektoren senkrecht zu dieser Achse stehen. Eine Abdeckung 17 ist ebenfalls vorgesehen.
In Fig. 3 ist der Dorn 6 und die Strahlungshalterung 8 näher dargestellt. Zwischen dem Dorn und der eigentlichen Strahlungshalterung 8 ist noch ein Zwischenglied 27 angeordnet, in das die Halterung 8 bei 18 eingeschraubt ist. Im Zwischenstück 27 befindet sich eine Luftleitung 19 mit Öffnungen 20. Über diese Öffnungen 20 wird der Kunststoff mittels Pressluft an die Wandungen des Kaliberrohres 10 angepresst. Die Halterung 8 hat ein äusseres Gehäuse 22, das an einem Ende
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ter 23,24 sind bei 26 miteinander verschweisst und werden durch einen Schraubeinsatz 28 an das Gehäuse 22 gepresst. Durch die feine Öffnung 21 im Gehäuse 22 wird eine punktförmige Strahlungsquelle gebildet, wobei die Strahlungssubstanz 25 in der Halterung ohne weiteres ungleich-
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durch Aufsetzen einer Magnetkappe verschlossen werden.
Es ist dann kein weiterer Strahlungsschutz notwendig.
Die von der punktförmigen Strahlungsquelle 21 ausgehenden Strahlungen werden von den Strahlungsdetektoren 14 aufgefangen. Die Strahlungsdetektorachsen haben von der Werkstückachse gleiche Winkelabstände, wobei bei zwei um 1800 versetzten Strahlungsdetektoren diese in einer zur Achse des Werkstückes senkrechten Ebene liegen. Im allgemeinen genügt es, wenn man vier Strahlungsdetektoren hat, um eine genaue Kontrolle der Wandungen des Werkstückes zu gewährleisten. Je zwei gegenüberliegende Strahlungsdetektoren 14 sind in Differenz geschaltet, wodurch die Exzentrizität des Werkstückes bestimmt werden kann. Mehrere oder alle Strahlungsdetektoren sind zusätzlich noch additiv geschaltet, wodurch die mittlere Wandstärke über diesen Querschnitt festgelegt wird.
Die Differenzschaltung dient zur Bestimmung der Exzentrizität der Rohrwandung. Bei exzentrischem Rohr ist die Wandstärke im allgemeinen an zwei gegenüberliegenden Messpunkten verschieden, wobei die Abweichung vom Sollmass in entgegengesetzte Richtungen geht. Dadurch tritt an den Strahlungsdetektoren eine Erhöhung bzw. Erniedrigung der Zählrate auf. Bildet man die Differenz der Zählraten von je zwei gegenüberliegenden Strahlungsdetektoren, so misst man die doppelte Abweichung vom Ausgangswert, Die Differenzmessung erlaubt daher eine sehr empfindliche Bestimmung der Exzentrizität des Rohres. Der Ausgang der Differenzschaltung kann zu einer automatischen Regelung der relativen Lage der Pressmatrize herangezogen werden, wodurch sich eine laufende Zentrierung der erzeugten Rohre ergibt.
Die Additionsschaltung dient zur Bestimmung der mittleren Wandstärke. Der Einfluss der Exzentrizität der Rohre wird durch Addition der Zählraten sämtlicher Strahlungsdetektoren ausgeglichen, da sich Anstieg und Absinken der Zählrate an gegenüberliegenden Punkten kompensieren. Der Ausgang derAdditionsschaltung kann zur Regelung der Abzugsgeschwindigkeit der herzustellenden Werkstücke aus dem Extruder verwendet werden, wodurch eine konstante mittlere Wandstärke der erzeugten Rohre erreicht wird.
Additions- und Differenzschaltung können ohne gegenseitige Beeinflussung gleichzeitig betrieben werden.
In Fig. 4 ist die Steuerung in einem Blockschaltbild dargestellt. Die Messergebnisse der Strahlungsdetektoren werden in die Differenz- bzw. Additionsschaltung 29 bzw. 30 eingespeist. Von der Differenzschaltung 29 wird eine Steuereinrichtung 31 betätigt, die die relative Stellung zwischen Dorn und Kaliberrohr ändert. Von der Additionsschaltung 30 wird eine Steuereinrichtung 32 betätigt, die die Abzugsmaschine 4 regelt.
MitHilfe der erfindungsgemässen Einrichtung ist es möglich, die Wandungen von hohlen Werkstücken sehr genau zu kontrollieren. Da die Strahlungen die Wandungen des hohlen Werkstückes schräg durchsetzen, ergibt sich eine höhere Absorption, wodurch die Messgenauigkeit erhöht wird. Ausserdem wird die Messgenauigkeit noch dadurch gesteigert, dass verschiedene andere Effekte sich einander überlagern. Ver- lagert sich z. B. die punktförmige Strahlungsquelle in Fig. 2 nach oben, so wird die oben liegende Wandung des Rohres 12 geringer. Dadurch verringert sich aber die Absorption an diesen Wandungsteilen.
Gleichzeitig wird die Intensität der die Wandung durchdringenden Strahlung infolge des kleineres Abstandes
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