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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anzeigen des Durchflusses eines Fluides durch einen Strömungskanal, sowie ein mit einer derartigen Vorrichtung versehenes Formgebungswerkzeug, wie dies in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 32 angegeben ist.
Aus der EP 0 228 577 Al ist ein Durchflussmesser für einen im wesentlichen zylindrischen Durchlass bekannt geworden, in welchem ein koaxial zu diesem mit Flügeln versehener Rotor drehbar gelagert ist. Dieser Rotor weist Achsteile auf, welche beidseits in Längsrichtung die Rotorflügel überragen. Die beiden Endbereiche der Achsteile mit dem Rotor sind beidseits innerhalb des zylindrischen Durchlasses drehbar gelagert und übertragen keinerlei Drehmomente. Die Rotorflügel weisen in einer senkrecht zur Drehachse ausgerichteten Ebene einen bogenförmigen gekrümmten Verlauf auf, wobei die Laufschaufelflächen parallel zur Drehachse ausgerichtet sind. Dem Rotor ist ein schraubenförmig ausgebildeter Leitapparat vorgeschaltet, der dem hindurchgeführten Medium einen zusätzlichen Drall erteilt, bevor dieses dann die Flügel beaufschlagt.
Jeder der Flügel weist einen von einer Seitenkante ausgehenden Schlitz auf, wobei zur Ermittlung der Drehzahl ein Lichtstrahl der Lichtschranke die Rotorachse in einem rechten Winkel und in einem Abstand dazu kreuzt, so dass je Flügel bei Drehung ein Zählsignal erzeugt. Diese Lichtschrankenanordnung ist ausserhalb des zylindrischen Durchlasses angeordnet und ermittelt die Umdrehungen des Rotors berührungslos.
Aus der GB 2 154 327 A ist ein Durchflussmesser, insbesondere für gasförmige Ströme bekannt geworden, welcher ein Aufnahmegehäuse mit einer darin angeordneten Durchströmöffnung für das Medium aufweist. Innerhalb des Aufnahmegehäuses ist in Richtung der Anströmseite ein sich stetig erweiternder Konusteil angeordnet, welcher den Durchströmquerschnitt hin zu einem Flügelrad stetig verengt. Im Anschluss an das Flügelrad ist ein weiterer Konusteil vorgesehen, welcher einem in Strömungsrichtung sich verjüngenden Konus aufweist, wodurch der Strömungsquerschnitt stetig vergrössert wird. An den beiden einander zugewandten Endbereichen der Konusteile sind jeweils Lagerungen für das Flügelrad vorgesehen, wobei eine Lagerachse das Flügelrad durchsetzt und diese Lagerachse in beiden Konusteilen drehbar gelagert ist.
Dieser bekannt gewordene Durchflussmesser baut in Folge des hindurchströmenden Mediums und dem abströmseitigen Konusteil ein durch dieses gebildete Durcklager auf, welches somit nahezu reibungsfrei das Flügelrad abstützt und so eine sehr leichtgängige Lagerung des Flügelrades innerhalb der Messvorrichtung erzielt wird. Eine Übertragung von Drehmomenten ausgehend vom Flügel-
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rad zu einem Anzeigeorgan erfolgt hier in keinem Fall, wobei die Ermittlung der Drehbewegung des Rotors durch einen im Gehäuse angeordneten Sensor berührungslos erfolgt.
Aus der FR 2 504 259 A ist eine Anzeigevorrichtung für ein durchströmendes Medium bekannt geworden, welches die Durchflussmenge auf Grund der relativen Verstellung einer Leitvorrichtung gegenüber dem Aufnahmegehäuse ermittelt. Innerhalb der Leitvorrichtung sind mehrere schaufelförmig ausgebildete Leitelemente angeordnet, wobei das gesamte Leitelement innerhalb des Lagergehäuses drehbar auf einer Achse gelagert ist. Das Leitelement steht weiters über eine Feder mit einem feststehenden Halteelement in Verbindung, wodurch eine Verdrehung des Leitelements in bezug zum Lagergehäuse nur gegen die Federkraft erfolgen kann.
In Folge des hindurchströmenden Mediums erzeugt dieses an den Leitelementen eine Verstellkraft, welches das gesamte Leitelement gegenüber der Federkraft relativ zum Lagergehäuse verstellt und der Verdrehwinkel stellt ein Mass für das hindurchströmende Medium dar.
Verschiedenste Vorrichtungen zur Ermittlung des Durchflusses bzw. der Durchflussmenge sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt geworden. Eine derartige bekannte Vorrichtung weist ein in einem Strömungskanal beidseitig gelagertes Flügelrad auf, wobei die Längsachse des Flügelrades parallel zur Durchflussrichtung ausgerichtet ist und die einzelnen Flügel der Flügelräder mit ihren Flachseiten ebenfalls parallel zur Längsachse ausgerichtet sind. Vor dem Anströmen des Flügelrades erfolgt eine Umlenkung des Fluidstromes durch eigene Umlenkelemente, wodurch eine winkelige Ausrichtung des Fluidstromes in bezug zu den einzelnen Flügelflächen des Flügelrades erzielt und somit das Flügelrad in eine Drehbewegung versetzt wird.
Aufgrund der notwendigen zwangsweisen Umlenkung des Fluidstromes vor dem Anströmen des Flügelrades konnte ein Einsatz derartiger Vorrichtungen nicht in allen Anwendungsfällen erfolgen.
Eine Anzeigevorrichtung in Form eines Durchlaufmengenmessers ist aus der DE 196 20 007 Al bekannt geworden, bei welchem ein Turbinenrad quer zu dessen Lagerung bzw. Drehachse vom durchströmenden Medium angeströmt und so in eine Drehbewegung versetzt wird. Mit dem Turbinenrad sind ausserhalb des Durchflussquerschnittes für das Medium weitere Bauteile zur Ermittlung der Drehzahl diesem zugeordnet. Aufgrund der quer zur Lagerachse erfolgenden Anströmung des Turbinenrades konnte ein Einsatz dieses Durchlaufmengenmessers nicht in allen
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Einsatzfällen erfolgen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Anzeigen des Durchflusses eines Fluides durch einen Strömungskanal sowie ein mit einer derartigen Vorrichtung versehenes Formgebungswerkzeug zu schaffen, mit welcher der Ablauf des Produktionsprozesses und die Qualität des herzustellenden Gegenstandes verbessert werden kann.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches l gelöst.
Der sich durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruches l ergebende Vorteil liegt darin, dass aufgrund der einseitigen Lagerung der Übertragungsvorrichtung im Lagerkörper und der Abstützung im Drucklager die Antriebsvorrichtung für die Übertragungsvorrichtung distanziert vom Lagerkörper angeordnet werden kann und somit auf einfache Art und Weise eine Betriebssicherheit der Anzeigevorrichtung während dem Betrieb erzielt werden kann. Weiters wird durch die in Richtung der Welle erfolgende Anströmung des durch den Strömungskanal hindurchgeführten Fluides bzw. Temperierungsmittels eine Querbelastung der Welle vermieden, wodurch hohe Reibungskräfte im Bereich der Lagerung vermieden werden. Weiters ist aufgrund der getrennten Anordnung von Antriebsorgan und Anzeigeorgan eine einfache Abstimmung bzw.
Anpassung auf unterschiedlichste Einsatzbedingungen zur Ermittlung des Durchflusses des Fluides innerhalb eines Strömungskanals über seine Längserstreckung möglich.
Vorteilhaft ist auch eine weitere Ausführungsform nach Anspruch 2, da dadurch noch geringere Auflagekräfte und damit verbundene Reibungskräfte im Bereich des Drucklagers auftreten, wodurch eine noch exaktere Ermittlung der Drehzahl und damit verbunden des Durchflusses möglich ist.
Vorteilhaft sind weiters Ausbildungen nach den Ansprüchen 3 bis 7, da dadurch eine Anpassung des Drucklagers an die unterschiedlichsten Einbaubedingungen auf einfachste Art und Weise erfolgen kann.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Ansprüchen 8 bis 31 beschrieben, wobei die dabei erzielbaren Vorteile aus der Beschreibung zu entnehmen sind.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber eigenständig auch durch die Merkmale des Anspruches 32 gelöst. Die sich aus der Merkmalskombination des Kennzeichen-
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teiles dieses Anspruches ergebenden Vorteile liegen darin, dass durch die Verwendung der Anzeigevorrichtung in Verbindung mit der getrennten Anordnung von Antriebs- und Anzeigeorgan auf einfache Art und Weise die Anzeigevorrichtung jedem einzelnen der Strömungskanäle innerhalb des Formgebungswerkzeuges zugeordnet werden kann, wodurch der Abkühlungsverlauf und die Zuordnung eines unterschiedlichen Wärmeentzuges aus einzelnen Profilsektionen des abzukühlenden Gegenstandes und ein damit noch exakteres Abkühlergebnis erzielbar ist.
Aufgrund der exakten Kontrolle bzw. Überwachung des Durchflusses des Temperierungsmittels durch zumindest einzelne der Anzeigevorrichtungen kann zusätzlich noch ein gerichteter und gesteuerter Abkühlungsvorgang des abzukühlenden Gegenstandes erzielt werden. Weiters ist es möglich, aufgrund der laufenden Kontrolle bzw. Überwachung des Durchsatzes des Temperierungsmittels rasch auf mögliche Störungen reagieren zu können und so schon frühzeitig auftretende Fehler beseitigen zu können. Somit kann eine Erhöhung der Produktivität erzielt werden.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Formgebungswerkzeuges in Verbindung mit der Anzeigevorrichtung sind in den Ansprüchen 33 bis 43 gekennzeichnet, wobei die dabei erzielbaren Vorteile aus der Beschreibung zu entnehmen sind.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen : Fig. l ein Formgebungswerkzeug einer Extrusionsanlage mit einer erfindungs- gemässen Anzeigevorrichtung, in Seitenansicht und vereinfachter, schematischer Darstellung ; Fig. 2 eine mögliche Ausbildung einer erfindungsgemässen Anzeigevorrichtung in Ansicht geschnitten und vereinfachter, vergrösserter Darstellung ; Fig. 3 eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausbildung einer erfindungsgemässen Anzeigevorrichtung, in Ansicht geschnitten und ver- einfachter, vergrösserter Darstellung ; Fig. 4 ein Formgebungswerkzeug mit erfindungsgemässen Anzeigevor- richtungen in Seitenansicht und vereinfachter, schematischer Darstel-
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lung ;
Fig. 5 einen Teil des Formgebungswerkzeuges nach Fig. 4 in Draufsicht, ge- schnitten gemäss den Linien V-V in Fig. 4 ; Fig. 6 ein Formgebungswerkzeug mit erfindungsgemässen Anzeigevorrichtun- gen und einem dazugehörigen Blockschaltbild zur Steuerung des
Verfahrensablaufes zum Temperieren des Formgebungswerkzeuges.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung angegebenen Richtungen bzw. Lageangaben, wie z. B. oben oder unten, nur auf die hier gewählte Darstellung zu beziehen und sind sinngemäss bei einer Lage- änderung auf diese neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale aus den gezeigten unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfindungsgemässe Lösungen darstellen.
In der Fig. 1 ist eine Extrusionsanlage l gezeigt, die aus einem Extruder 2, einem diesen nachgeschalteten Extrusionswerkzeug 3 sowie einer Kalibriereinrichtung 4 und einer Kühleinrichtung 5 besteht. Der Kühleinrichtung 5 ist in Extrusionsrichtung - Pfeil 6 - ein schematisch und vereinfacht dargestellter Raupenabzug 7 nachgeordnet, mit welchem zumindest ein Gegenstand 8, beispielsweise ein Profil aus Kunststoff für den Fensterbau oder dgl., ausgehend vom Extrusionswerkzeug 3 durch die Kalibriereinrichtung 4 sowie Kühleinrichtung 5 abgezogen werden kann und mittels nicht näher dargestellten Einrichtungen, wie beispielsweise Sägen oder dgl., entsprechend abgelängt werden kann.
Die Kalibriereinrichtung 4 sowie Kühleinrichtung 5 der Extrusionsanlage l sind auf einem vereinfacht dargestellten Kalibriertisch 9 angeordnet bzw. auf diesem gehaltert, wobei sich der Kalibriertisch 9 über vereinfacht dargestellte Laufrollen 10 und diesen zugeordneten Fahrschienen 11 auf einer schematisch angedeuteten Aufstandsfläche 12 abstützt bzw. auflagert. Diese Aufstandsfläche 12 ist zumeist ein ebener Hallenboden, auf welchem auch der Extruder 2, welcher auch als Plastifiziervorrichtung bezeichnet werden kann, sowie der Raupenabzug 7 usw. abgestützt
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sind.
Der Kalibriereinrichtung 4 bzw. zumindest einem diese bildendes Formgebungswerkzeug 13 ist zumindest eine Anzeigevorrichtung 14 bzw. eine Vorrichtung zum Anzeigen des Durchflusses eines Fluides 15 durch zumindest einen zumindest einer Formfläche 16 zugeordneten bzw. benachbart angeordneten Strömungskanal 17 über seinen Längsverlauf zugeordnet. Die detaillierte Beschreibung der Anzeigevorrichtung 14 sowie deren Anordnung über den Längsverlauf der einzelnen Strömungskanäle 17, deren Funktionsweise sowie deren mögliche Ausführungsformen erfolgt in den nachfolgenden Figuren. Bevorzugt kann die Anzeigevorrichtung 14 an unterschiedlichen Positionen sowie gegebenenfalls auch mehrfach angeordnet sein.
Die Kalibriereinrichtung 4 ist aus mehreren in Extrusionsrichtung - Pfeil 6 - hintereinander angeordneten und vereinfacht dargestellten Formgebungswerkzeugen 13 gebildet und auf einer Aufnahmeplatte abgestützt und beispielsweise als Vakuumkalibrierung ausgebildet, wobei die Kalibrierung des extrudierten Gegenstandes 8 in bekannter Weise innerhalb der einzelnen Kalibrier- bzw. Formgebungswerkzeuge 13 erfolgt. Dabei kann die Anordnung der Vakuumschlitze, der Kühlabschnitte und der Strömungskanäle 17 bzw. Kühlbohrungen sowie deren Anschlüsse und Versorgung gemäss dem bekannten Stand der Technik erfolgen. Diese Kalibrierung kann beispielsweise eine Kombination aus Trocken- und Nasskalibrierung bzw. nur eine vollständige Trockenkalibrierung umfassen.
Weiters kann auch ein Zutritt von Umgebungsluft, ausgehend vom Extrusionswerkzeug 3 bis hin zum Austritt aus der Kalibriereinrichtung 4 vollständig verhindert werden.
Die Kühleinrichtung 5 für den aus der Kalibriereinrichtung 4 austretenden Gegenstand 8 umfasst zumindest eine Kühlkammer 18, welche durch ein vereinfacht dargestelltes Gehäuse gebildet ist und durch im Innenraum der Kühlkammer 18 angeordnete und vereinfacht dargestellte Stützblenden in unmittelbar aufeinanderfolgende Bereiche unterteilt ist. Es ist aber auch möglich, den Innenraum der Kühlkammer 18 auf einen gegenüber dem atmosphärischen Luftdruck liegenden Druck abzusenken.
Der Gegenstand 8 besteht bevorzugt zumeist aus einem thermoplastischen Kunststoff 19, welcher in Granulatform bzw. Pulverform in einem Aufnahmebehälter 20 des Extruders 2 bevorratet ist und mittels einer oder mehrerer Förderschnecken 21 innerhalb des Extruders 2 entsprechend erweicht bzw. plastifiziert und daran an-
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schliessend aus dem Extrusionswerkzeug 3 ausgetragen wird.
Dieser erweichte bzw. plastifizierte Kunststoff 19 weist nach dem Austritt aus dem Extrusionswerkzeug 3 eine durch das Extrusionswerkzeug 3 vorgegebene Querschnittsform auf, welche in den daran anschliessenden, die Kalibriereinrichtung 4 bildenden Formgebungswerkzeugen 13 entsprechend kalibriert und/oder gekühlt wird, bis der zähplastische Gegenstand 8 oberflächlich soweit abgekühlt ist, sodass seine Aussenform stabil sowie in ihren Abmessungen entsprechend ausgebildet ist. Anschliessend an die Kalibriereinrichtung 4 durchläuft der Gegenstand 8 die Kühleinrichtung 5, um eine weitere Abkühlung und gegebenenfalls Kalibrierung zu erreichen, um die endgültige Querschnittsform des Gegenstandes 8 festzulegen.
Die Ausbildung des Formgebungswerkzeuges 13 ist selbstverständlich nicht an die hier dargestellte Ausführungsform gebunden, wobei es unabhängig davon aber auch möglich ist, jegliche anders ausgebildete Formgebungswerkzeuge 13 mit der erfindungsgemässen Anzeigevorrichtung 14 auszustatten. Dabei können die Formgebungswerkzeuge 13 nicht nur in einem Extrusionsprozess sondern auch in einem Spritzgiessprozess bzw. bei einem Spritzgiesswerkzeug Verwendung finden.
In der Fig. 2 ist eine mögliche Ausbildung der Anzeigevorrichtung 14 in Ansicht geschnitten sowie vergrösserter, schematischer Darstellung gezeigt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in der Fig. l verwendet werden.
Die Anzeigevorrichtung 14 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel eine Lagervorrichtung 22 für eine durch eine Welle 23 gebildete Übertragungsvorrichtung 24, ein in einem ersten Endbereich 25 angeordnetes Anzeigeorgan 26 sowie an einem vom ersten Endbereich 25 abgewendeten weiteren Endbereich 27 angeordnetes Antriebsorgan 28 einer Antriebsvorrichtung 29. Die Lagervorrichtung 22 ist durch einen bevorzugt einstückig ausgebildeten Lagerkörper 30 gebildet, welcher zur Aufnahme der Welle 23 der Übertragungsvorrichtung 24 eine Bohrung 31 aufweist, welche von einem Teil der Welle 23 durchsetzt ist. Dabei ist bevorzugt ein Aussendurchmesser 32 der Welle 23 zwischen 0, 05 mm und 0, 5 mm, bevorzugt zwischen 0, 01 mm und 0, 3 mm kleiner als ein Innendurchmesser 33 der Bohrung 31, wodurch sich zwischen den einander zugewandten Flächen der Welle 23 bzw.
Bohrung 31 ein Spiel ausbildet, welches eine Drehung bzw. Rotation der Welle 23 um eine Längsachse 34, sowie eine Längsverstellbarkeit der Welle 23 gegenüber dem Lagerkörper 30 in Richtung der Längsachse 34 um eine vorbestimmbare Distanz ermöglicht.
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Diese Längsverstellbarkeit der Übertragungsvorrichtung 24 hängt von der Ausbildung sowie dem Zusammenwirken des Lagerkörpers 30 mit der Welle 23 und dem daran angeordneten Anzeigeorgan 26 zusammen, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel das Anzeigeorgan 26 vom Endbereich 25 der Welle 23 durchsetzt ist und das Anzeigeorgan 26 auf der Welle 23 drehfest gehaltert ist.
Weiters ist aus dieser Darstellung zu ersehen, dass die Welle 23 im ersten Endbereich 25 über ein Drucklager 35 an einem mit dem Lagerkörper 30 verbundenen Teil, wie z. B. einem Stützarm 36, drehbeweglich abgestützt ist. Das Drucklager 35 besteht hier aus einem an der Welle 23 im Endbereich 25 angeordneten Kegel 37 bzw. Kegelstumpf sowie einer dazu im Bereich des Lagerkörpers 30, insbesondere am Stützarm 36, angeordneten und dazu bevorzugt gegengleich ausgebildeten Ausnehmung 38. Die Wahl der Grösse eines Kegelwinkels 39 beim Kegel 37 sowie der Ausnehmung 38 kann je nach Einsatzfall frei gewählt werden und hängt auch von der Werkstoffwahl der das Drucklager 35 bildenden Komponenten ab.
Wesentlich dabei ist, dass der Kegelwinkel 39 des Kegels 37 gegenüber jenem Kegelwinkel der Ausnehmung 38 kleiner gewählt wird, wodurch lediglich an der Spitze des Kegels 37 eine Anlage an der Ausnehmung 38 erfolgt. Die einander zugewandten und zueinander unterschiedlich geneigten Kegelflächen dienen nur zu einer groben Vorzentrierung, wobei die Abstützung während der Drehung lediglich im Bereich der Spitze des Kegels 37 erfolgt.
Jener Teil des Drucklagers 35, welcher durch den Stützarm 36 gebildet ist, ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen Teil des Lagerkörpers 30 gebildet und somit feststehend zum Lagerkörper 30 ausgebildet. Um im Drucklager 35 eine nahezu reibungsfreie Drehung der Übertragungsvorrichtung 24 in bezug zum Lagerkörper 30 zu erzielen, ist es vorteilhaft, das Drucklager 35 als Punktlager auszubilden.
Der Lagerkörper 30 weist einen in Richtung des weiteren Endbereiches 27 vorragend ausgebildeten Ansatz 40 mit einem äusseren Durchmesser 41 auf, welcher koaxial zur Längsachse 34 angeordnet ist und in Richtung der Längsachse 34 eine Länge 42 aufweist. Ein Fortsatz 43 überragt den Ansatz 40 auf der von der Längsachse 34 abgewendeten Seite und weist in Richtung der Längsachse 34 eine Stärke 44 auf. Zur Halterung der Lagervorrichtung 22 im Formgebungswerkzeug 13 ist der Ansatz 40 bevorzugt dichtend in einer Öffnung des Formgebungswerkzeuges 13 gehaltert, wobei die Anordnung des Anzeigeorgans 26 der Anzeigevorrichtung 14 in einem Oberflächenbereich des Formgebungswerkzeuges 13 erfolgt.
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Der Stützarm 36 ist über einen Steg 45 mit dem Lagerkörper 30 verbunden, wobei der Steg 45 in Richtung der Längsachse 34 eine Länge 46 und der Stützarm 36 in der gleichen Richtung eine Stärke 47 aufweist. Bedingt durch die Länge 46 des Steges 45 bildet sich zwischen dem Stützarm 36 und dem Fortsatz 43 eine Ausnehmung 48 zur Aufnahme des Anzeigeorgans 26 aus. Somit ist das Anzeigeorgan 26 in der Ausnehmung 48 des Lagerkörpers 30 zwischen dem Drucklager 35 und der Bohrung 31 angeordnet. Die zuvor beschriebene Längsverstellbarkeit der Welle 23 gegenüber dem Lagerkörper 30 hängt einerseits von der Abmessung der Ausnehmung 48 in Richtung der Längsachse 34 sowie der Ausbildung und Abmessung des Anzeigeorgans 26 und Kegels 37 in Verbindung mit der Ausnehmung 38 im Stützarm 36 ab und kann je nach Anwendungsfall frei gewählt werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Anzeigeorgan 26 durch einen scheibenförmigen Bauteil 49 gebildet, wobei das Anzeigeorgan 26 zentrisch zur Welle 23 der Übertragungsvorrichtung 24 gehaltert und von dieser auch durchsetzt ist.
Unabhängig davon ist es aber auch möglich, den Kegel 37 nicht an der Welle 23 sondern am Bauteil 49 des Anzeigeorgans 26 anzuordnen und, wie dies in strichpunktierten Linien schematisch angedeutet ist, das Anzeigeorgan 26 drehfest an der Welle 23 zu haltern.
Das an der Welle 23 im Endbereich 27 angeordnete Antriebsorgan 28 der Antriebsvorrichtung 29 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch mehrere, bevorzugt jedoch zwei an der Welle 23 angeordnete Laufschaufeln 50 gebildet. Die das Antriebsorgan 28 bildenden Laufschaufeln 50 können unterschiedlichst ausgebildet sein und entweder einen eigenen Bauteil darstellen, welcher am Endbereich 27 der Welle 23 gehaltert ist, oder mit der Welle 23 einen gemeinsamen Bauteil ausbilden.
Sind die Laufschaufeln 50 jeweils als eigene Bauteile ausgebildet, ist es möglich, diese jeweils einzeln an der Welle 23 zu haltern. Vorteilhaft ist es, die Laufschaufeln 50 in einer senkrecht zu der Längsachse 34 der Welle 23 ausgerichteten Ebene 51 anzuordnen und eine Schaufelfläche 52 der Laufschaufeln 50 bedarfs-weise gegenüber der Ebene 51 verstellbar auszubilden, um einen gewünschten Anstellwinkel der Schaufelfläche 52 gegenüber dem das Antriebsorgan 28 anströmenden und durch einen schematisch angedeuteten Pfeil dargestellten Fluid 15 zu erzielen. Die Anströmrichtung des Fluides 15 erfolgt dabei in Richtung der Längsachse 34, wodurch bei einem Auftreffen des Fluidstromes bedingt durch die winkelige Ausrichtung der Schaufelfläche 52 in bezug zur Anströmrichtung bzw.
Ebene 51 ein
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Drehmoment auf die Welle 23 der Übertragungsvorrichtung 24 eingebracht wird, welches durch einen schematischen Pfeil 53 angedeutet ist und somit die gesamte Übertragungsvorrichtung 24 mitsamt dem Anzeigeorgan 26 gegenüber dem Lagerkörper 30 relativ verstellt bzw. verdreht wird. Bedingt durch einen Anstellwinkel 54 der Schaufelfläche 52 in bezug zur Anströmrichtung des Fluides 15 bzw. Längsachse 34 kann die Drehzahl der Übertragungsvorrichtung, das Ansprechverhalten, ab welcher Grösse der Strömung eine Verdrehung erfolgt, sowie ein gewünschter Drehzahlbereich der Übertragungsvorrichtung 24 festgelegt werden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, jede andere beliebige Ausbildung für das Antriebsorgan 28 zu wählen.
Wesentlich dabei ist, dass eine Anströmfläche des Antriebsorgans 28 winkelig zur Anströmrichtung des Fluides 15 bzw. winkelig zur Längsachse 34 ausgerichtet ist.
Der Endbereich 27 der Welle 23 überragt den Ansatz 40 des Lagerkörpers 30 auf der vom Drucklager 35 abgewendeten Seite um einen Überstand 55, welcher je nach Art und Ausbildung eines im Bereich des Antriebsorgans 28 angeordneten Strömungskanals 56 frei gewählt werden kann. Die Anordnung sowie Halterung der Anzeigevorrichtung 14 in den die Kalibriereinrichtung 4 bildenden Formgebungswerkzeugen 13 wird in den nachfolgenden Figuren noch detailliert erläutert werden.
Wesentlich dabei ist, dass die Anzeigevorrichtung 14 in Verbindung mit dem Anzeigeorgan 26 eine Kontrolle bzw. Überprüfung eines stattfindenden Durchflusses des Fluides 15 durch den Strömungskanal 56 im Formgebungswerkzeug 13 ermöglicht, wobei die Wahrnehmung der Kontrollfunktion durch die menschlichen Sinnesorgane und/oder in Verbindung mit elektrischen oder elektronischen Sensoren erfolgen kann. Die Überprüfung des Durchflusses und der damit verbundenen Drehbewegung der Übertragungsvorrichtung 24 in bezug zum Lagerkörper 30 kann visuell bzw. optisch, akustisch sowie auf dem menschlichen Tastsinn beruhend erfolgen.
Im Bereich von einander zugewandten Oberflächen 57,58 der Bohrung 31 im Lagerkörper 30 bzw. der Welle 23 ist bei diesem Ausführungsbeispiel dargestellt, dass zumindest über einen Teilbereich der Längserstreckung des Lagerkörpers 30 eine schraubenlinienförmig ausgebildete Ausnehmung 59 vertieft in der Oberfläche 58 der Welle 23 angeordnet ist, wobei die schraubenlinienförmige Anordnung der Ausnehmung 59 gegengleich zum schräg zur Längsrichtung ausgerichteten Antriebsorgan 28 ausgerichtet ist. Die Ausnehmung 59 erstreckt sich auch noch ausgehend vom Lagerkörper 30 in Richtung des Antriebsorgans 28 in den Strömungskanal 56
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hinein, wodurch ein Transport des Fluides 15 in Richtung des Antriebsorgans 28 erfolgt und somit ein Austritt desselben im Bereich des Anzeigeorgans 26 minimiert bzw. verhindert wird.
Bedingt durch diese gegengleiche Anordnung wird bei Drehung der Welle 23 in der Bohrung 31 ein Hindurchtreten des Fluides 15 zwischen den beiden einander zugewandten Oberflächen 57,58 verringert bzw. vollständig verhindert und in weiterer Folge werden Leckverluste von austretenden Fluidmengen während dem Betrieb der Anzeigevorrichtung 14 vermieden bzw. verringert.
Durch diese Ausnehmung 59 erfolgt im Zwischenraum zwischen den beiden Oberflächen 57,58 die Ausbildung einer Art Schraubenspindelpumpe, welche in Abhängigkeit von der Grösse der Ausnehmung 59, der Steigung der spiralförmig angeordneten Ausnehmung 59 sowie der Drehzahl der Übertragungsvorrichtung 24 abhängig ist. Das das Antriebsorgan 28 anströmende Fluid 15 erzeugt im Bereich des Ansatzes 40 des Lagerkörpers 30 einen gewissen Staudruck, welcher ohne einer dichtenden Anordnung zwischen der Welle 23 und der Bohrung 31 ein Hindurchtreten des Fluides 15 in Richtung des Anzeigeorgans 26 bewirken würde und so die Ermittlung der Anzeige bzw. Drehzahl der Anzeigevorrichtung 14 ungenau bzw. überhaupt nicht durchführbar ist.
Zur Erzielung von Notlaufeigenschaften des Kühlkreislaufes erfolgt bei einem ungewollten Stillstand der Übertragungsvorrichtung 24 ein Durchtritt des Fluides 15 zwischen den einzelnen Antriebsorganen 28 und der Welle 23 mit einem gewissen Durchsatz.
Der Strömungskanal 56 weist im Bereich des Antriebsorgans 28 eine innere Querschnittsabmessung bzw. einen inneren Durchmesser 60 auf, welcher grösser einem Durchmesser 61 eines äusseren Hüllkreises 62 der Antriebsvorrichtung 29, insbesondere des Antriebsorgans 28 ist. Somit ist der äussere Durchmesser 61 des Hüll- kreises 62 bevorzugt zwischen 0, 05 mm und 5, 0 mm, bevorzugt zwischen 0, 2 mm und 1, 0 mm kleiner dem inneren Durchmesser 60 des Strömungskanals 56, wodurch unter anderem auch bei Stillstand der Übertragungsvorrichtung 24 und somit auch des Antriebsorgans 28 ein gewisser Freiraum für den Durchtritt des Fluides 15 aufgrund der Durchmesserdifferenzen zwischen dem Antriebsorgan 28 und dem Strömungskanal 56 verbleibt,
wodurch es zu keinem vollständigen Stillstand des Kühlkreislaufes innerhalb des Strömungskanals 56 kommt und damit auch gewisse Notlaufkühleigenschaften beibehalten werden.
Im ordnungsgemässen Betrieb wird das Antriebsorgan 28 vom Fluid 15, wie dies
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schematisch durch einen Pfeil dargestellt ist, angeströmt und versetzt dieses in eine Drehbewegung gegenüber dem Lagerkörper 30. Mittels der Übertragungsvorrichtung 24 wird die Drehbewegung an das Anzeigeorgan 26 weitergeleitet. An der Anzeigevorrichtung 14, insbesondere am Anzeigeorgan 26, sind Mittel zu Anzeige bzw. Übermittlung der Drehbewegung der Übertragungsvorrichtung 24 angeordnet bzw. weist das Anzeigeorgan 26 diese Mittel auf. Diese Mittel können unterschiedlichst ausgewählt bzw. ausgebildet sein, wobei nachfolgend einige Möglichkeiten zur Ausbildung dieser Mittel beschrieben werden.
Als einfachste Möglichkeit zur optischen Kontrolle kann dieses Mittel durch zumindest eine Markierung 63 gebildet sein, welche an der äusseren Oberfläche des Anzeigeorgans 26 angeordnet und dem Betrachter zugewandt ist, wobei diese Anordnung bevorzugt im Bereich des äusseren Umfanges des Anzeigeorgans 26 erfolgen kann.
Somit kann auf einfache Art und Weise eine optische Kontrolle der Drehbewegung der Übertragungsvorrichtung 24 erfolgen. Diese Markierung 63 kann nunmehr wiederum unterschiedlichst ausgebildet sein und z. B. durch eine Nut, Einkerbung, Strich- oder Punktmarkierung oder dgl. realisiert sein. Weiters ist es aber auch möglich, die Markierung 63 reflektierend auszubilden. Diese Mittel zur Anzeige können aber auch durch eine chromophore Anzeige gebildet sein, welche in Abhängigkeit der Drehzahl des Anzeigeorgans 26 seine Farbe und/oder sein Aussehen ändert, wodurch es z.
B. einem Betrachter möglich ist, bevorzugt unter Einhaltung vordefinierter Ablesebedingungen den ordnungsgemässen Durchsatz des Fluides 15 durch den Strömungskanal 56 aufgrund der durch die chromophore Anzeige gebildeten optischen Wiedergabe zu kontrollieren und gegebenenfalls die Durchflussmenge zu ver- ändern, wodurch es zu einer Änderung der Drehzahl der Übertragungsvorrichtung 24 kommt und die chromophore Anzeige den ordnungsgemässen Durchsatz des Fluides 15 signalisiert. Wie zuvor beschrieben, kann diese chromophore Anzeige in Abhängigkeit der Drehzahl sein Aussehen ändern und beispielsweise in Art einer Ampelschaltung mit grüner Farbe die ordnungsgemässe Drehzahl, mit oranger bzw. gelber Farbe eine geringfügige Abweichung von der Soll-Drehzahl und mit roter Farbe entweder den Stillstand und/oder eine grosse Abweichung vom Soll-Wert darstellen.
Zur Überprüfung der Drehbewegung des Anzeigeorgans 26 mittels des menschlichen Tastsinns ist es auch möglich, die Mittel zum Anzeigen durch zumindest eine Abflachung im Bereich der äusseren Oberfläche, insbesondere des äusseren Umfanges, des Anzeigeorgans 26 auszubilden, wobei aufgrund der Drehbewegung
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darauf zu achten ist, dass die Abflachungen am Anzeigeorgan 26 derart gewählt bzw. angeordnet sind, dass keine Unwucht während der Drehbewegung der Übertragungsvorrichtung 24 auftritt, wodurch eine rotationssymmetrische Anordnung zu bevorzugen ist. Dabei ist es vorteilhaft, eine mehreckige Umfangsform, wie z. B. ein Sechseck, Achteck oder dgl. zu wählen, um bei einer Berührung der Oberfläche des Anzeigeorgans 26 den ordnungsgemässen Durchsatz des Fluides 15 durch den Strömungskanal 56 kontrollieren zu können.
Unabhängig von den optischen bzw. tastbaren Mittel können aber auch elektrische bzw. elektronisch ausgebildete Mittel Verwendung finden, wie dies in einer der nachfolgenden Figuren noch detaillierter beschrieben wird.
In der Fig. 3 ist eine weitere mögliche und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausbildung der Anzeigevorrichtung 14 dargestellt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 verwendet werden. Da sich diese hier beschriebene Ausführungsform lediglich in einigen Details von jener Ausführungsform, wie diese in der Fig. 2 beschrieben worden ist, unterscheidet, wird auf eine detaillierte Beschreibung gleicher Teile verzichtet und auf die dort erfolgte Beschreibung hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Die Anzeigevorrichtung 14 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel das Antriebsorgan 28, die Übertragungsvorrichtung 24, die Lagervorrichtung 22, das mit der Übertragungsvorrichtung 24 verbundene Anzeigeorgan 26 sowie das Drucklager 35. Die Lagervorrichtung 22 ist hier aus einem einfachen Lagerkörper 30 gebildet, welcher bevorzugt in seinem Zentrum die Bohrung 31 zur Aufnahme der Welle 23 der Übertragungsvorrichtung 24 aufweist. Das Anzeigeorgan 26 ist hier ebenfalls als scheibenförmiger Bauteil 49 ausgebildet, welcher im Endbereich 25 der Welle 23 angeordnet und auf diesem gehaltert ist.
Ein Teil des Drucklagers 35, nämlich der Kegel 37, ist bei diesem Ausführungsbeispiel Teil des Anzeigeorgans 26, wobei der weitere Teil des Drucklagers 35 durch einen eigenen Teil 64 gebildet ist, welcher vom Lagerkörper 30 getrennt und feststehend im Formgebungswerkzeug 13 gehaltert bzw. gelagert ist. Dieser Teil 64 weist zentrisch zur Längsachse 34 die Ausnehmung 38 zur annähernd punktmässigen Abstützung des Kegels 37 auf und ist hier mittels einer Gewindeverbindung zwischen dem äusseren Umfang des Teils 64 und dem Formgebungswerkzeug 13 in diesem in Richtung der Längsachse 34 bedarfsweise verstellbar, ansonst jedoch ortsfest gehaltert.
Der Lagerkörper 30 kann seinerseits auf unterschiedlichste Art und Weise im Form-
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gebungswerkzeug 13 angeordnet bzw. gehaltert sein, wobei diese Halterung feststehend und bevorzugt dichtend zu erfolgen hat. So kann die Halterung des Lagerkörpers 30 durch einen Presssitz, insbesondere unter Zwischenschaltung zumindest eines Dichtelementes erfolgen. Selbstverständlich kann aber auch eine Gewindeanordnung bzw. eine Gewindeverbindung zwischen dem Lagerkörper 30 und dem Formgebungswerkzeug 13 vorgesehen sein.
Am weiteren vom Anzeigeorgan 26 abgewandten Endbereich 27 ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Antriebsvorrichtung 29 durch ein schraubenlinienförmig verwundenes Antriebsorgan 28 gebildet. Der das Antriebsorgan 28 bildende Bauteil weist in der senkrecht zur Längsachse 34 ausgerichteten Ebene 51 eine bevorzugt rechteckig ausgebildete Querschnittsabmessung auf, welche gegenüber einer Breite eine wesentlich grössere Länge aufweist. Flachseiten 65 des verwunden ausgebildeten Bauteils verlaufen parallel zueinander und sind winkelig zu der Ebene 51 bzw. der Längsachse 34 ausgerichtet.
Aufgrund der in Richtung der Längsachse 34 verwundenen Ausbildung des Antriebsorgans 28 stellen die Flachseiten 65 wiederum Anströmflächen für das durch den Strömungskanal 56 hindurchgeführte Fluid 15 dar, wobei es wiederum möglich ist, die Drehzahl der Übertragungsvorrichtung 24 aufgrund der Neigung der Flachseiten 65 in bezug zur Anströmrichtung bzw. zur Ebene 51 auf die jeweiligen Durchströmmengen abzustimmen. Je grösser der Winkel zwischen der Flachseite 65 und der Anströmrichtung des Fluides 15 bzw. je flacher der Winkel zwischen der Flachseite 65 und der Ebene 51 gewählt wird, desto höher ist die zu erzielende Drehzahl der Übertragungsvorrichtung 24.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Mittel zur Anzeige bzw. Übermittlung der Drehbewegung der Übertragungsvorrichtung 24 auf elektrischer bzw. elektronischer Basis realisiert, wobei diese jeweils wiederum in Verbindung mit der Anzeigevorrichtung 14 für sich gegebenenfalls eigene erfindungsgemässe Lösungen darstellen können. Das Mittel ist hier durch einen Sensor 66 zur Erfassung der Drehzahl gebildet, wobei der Sensor 66 wiederum unterschiedlichst ausgebildet sei kann und z. B. durch einen Spannungsgenerator oder einen mit einem Detektor 67 zusammenwirkenden Impulsgeber 68 gebildet ist.
Wird die Kombination Impulsgeber 68 mit Detektor 67 gewählt, kann beispielsweise der Impulsgeber 68 durch einen mit der Übertragungsvorrichtung 24 drehfest verbundenen Stabmagnet und der Detektor 67 durch magnetisch betätigbare elektrische Schaltkontakte, insbesondere REED-Kontakte,
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gebildet sein. Weiters kann der Detektor 67 auch durch eine elektrische Spule gebildet sein, welche mit dem Impulsgeber 68 zusammenwirkt, und beispielsweise aufgrund der Drehung der Übertragungsvorrichtung 24 ein elektrisches Signal erzeugt bzw. generiert werden, welches über eine Leitung 69 an hier nicht näher dargestellte weitere Vor- bzw. Einrichtungen weitergeleitet wird. Die detaillierte Beschreibung möglicher Auswerte- bzw. Steuervorrichtungen wird in nachfolgenden Figuren erfolgen.
In den Fig. 4 und 5 ist die Anordnung der Anzeigevorrichtung 14 im Formgebungswerkzeug 13 schematisch vereinfacht dargestellt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 3 verwendet werden.
Weiters ist die Anordnung der einzelnen Strömungskanäle 17,56 nur vereinfacht dargestellt, wobei hier selbstverständlich jede Anordnung sowie Ausrichtung innerhalb des Formgebungswerkzeuges 13 möglich ist. Die Strömungskanäle 17,56 können z. B. über den Längsverlauf des Formgebungswerkzeuges 13 geradlinig und/oder auch mäanderförmig angeordnet sein, wobei diese beiden hier beschriebenen Ausführungsformen nur eine Vielzahl von möglichen Anordnungen darstellen.
Als Formgebungswerkzeug 13 ist hier ein Werkzeug für die Extrusion und die damit verbundene Formgebung von plastifizierbaren Massen, insbesondere Kunststoffen, gezeigt, wobei aber selbstverständlich auch andere Formgebungswerkzeuge, wie Spritzgiesswerkzeuge, mit zumindest einer derartigen Anzeigevorrichtung 14 versehen bzw. ausgerüstet werden können.
Innerhalb des Formgebungswerkzeuges 13 ist zumindest eine Formfläche 16 angeordnet, welche bevorzugt parallel zur Extrusionsrichtung - Pfeil 6 - ausgerichtet ist und dieser zumindest über deren Längserstreckung ein Strömungskanal 17,56 für das Hindurchführen eines Temperierungsmittels 70 zugeordnet ist. Während des Hindurchführens des Gegenstandes 8 durch das Formgebungswerkzeug 13 wird diesem aufgrund der Anordnung der Strömungskanäle 17,56 Wärme entzogen und so abgekühlt.
Um eine optimale Abkühlung des Gegenstandes 8 innerhalb des Formgebungswerkzeuges 13 zu erzielen, sind über den Querschnitt des Gegenstandes 8 gesehen innerhalb des Formgebungswerkzeuges 13 mehrere derartige Strömungskanäle 17,56 angeordnet, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel den Strömungskanälen 17 zumindest ein gemeinsamer Verteilkanal 71 und den Strömungskanälen 56 ein weiterer gemeinsamer Verteilkanal 72 vorgeordnet ist. Die Strömungskanäle 17,56 münden bevorzugt im Austrittsbereich des Gegenstandes 8 aus dem Formgebungs-
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werkzeug 13 unter Zwischenschaltung jeweils zumindest einer eigenen Anzeigevorrichtung 14 jeweils zumindest in einem eigenen Sammelkanal 73,74.
Wesentlich bei der Anordnung der Anzeigevorrichtung 14 innerhalb des Formgebungswerkzeuges 13 ist, dass die Anzeigevorrichtung 14 über den Längsverlauf des Strömungskanals 17,56 im Formgebungswerkzeug 13 angeordnet ist, wodurch der Durchsatz bzw. die Durchfuhr des Temperierungsmittels 70 innerhalb des betreffenden und mittels der dem jeweiligen Strömungskanal 17,56 zugeordneten Anzeigevorrichtung 14 überwacht bzw. kontrolliert sowie gegebenenfalls die Durchströmmenge und/oder die Durchströmgeschwindigkeit in jedem einzelnen der Strömungskanäle 17,56 ermittelt und/oder geregelt werden kann. Um dies anzeigen bzw. messen oder ermitteln zu können, ist zumindest die Antriebsvorrichtung 29 im Inneren des Strömungskanals 17,56 angeordnet oder ragt in den Strömungskanal 17,56 hinein.
Ein besonders guter Kühleffekt des Gegenstandes 8 innerhalb des Formgebungswerkzeuges 13 wird dann erreicht, wenn der Formfläche 16 mehrere voneinander getrennt geführte Strömungskanäle 17,56 zugeordnet sind und jedem der Strömungskanäle 17,56 jeweils eine eigene Anzeigevorrichtung 14 zugeordnet ist. Wie bereits zuvor beschrieben, wird innerhalb des Formgebungswerkzeuges 13 mittels der Verteilkanäle 71,72 das Fluid 15 bzw. das Temperierungsmittel 70 auf einzelne Teilströme innerhalb der Strömungskanäle 17,56 aufgeteilt und nach dem Durchströmen durch das Formgebungswerkzeug 13 wiederum in den Sammelkanälen 73,74 zusammengeführt. Die Versorgung der Verteilkanäle 71,72 mit dem Temperierungsmittel 70 kann über schematisch angedeutete Zuleitungen 75,76 sowie die Abfuhr aus den Sammelkanälen 73,74 über Ableitungen 77,78 erfolgen.
Die Zu- und Abfuhr des Temperierungsmittels 70 zum Formgebungswerkzeug 13 kann in einem geschlossenen, einem teilweise geschlossenen sowie einem offenen Kreislauf erfolgen, wobei dies je nach Anforderung an die Kühlwirkung sowie das Kühlergebnis frei gewählt werden kann.
Die Zu- bzw. Anordnung der Anzeigevorrichtung 14 zu den einzelnen Strömungskanälen 17,56 kann im unmittelbaren Anschluss an den Verteilkanal 71,72 jeweils in einem Einströmbereich aus dem Verteilkanal in den Strömungskanal 17,56, über die gesamte Längserstreckung des Strömungskanals 17,56 sowie auch im Ausströmbereich aus dem Strömungskanal 17, 56 in den Sammelkanal 73,74 unmittelbar vor dem Übertritt in diesen erfolgen. Wesentlich dabei ist, dass die Anzeigevorrichtung 14 derart angeordnet bzw. positioniert ist, dass ausschliesslich die Anzeigevorrichtung 14 zur Anzeige des Durchflusses durch den dieser zugeordneten Ström-
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ungskanal 17, 56 erfolgt und keine Beeinflussung von Strömen bzw. Teilströmen aus anderen Strömungskanälen 17,56 erfolgt.
Eine besonders exakte und effiziente Kühlung wird dann erreicht, wenn der Formfläche 16 mehrere voneinander getrennte Strömungskanäle 17,56 zugeordnet sind und jedem dieser Strömungskanäle 17, 56 jeweils eine der zuvor beschriebenen Anzeigevorrichtungen 14 zugeordnet ist.
Wie nun aus der Fig. 5 besser zu ersehen ist, ist die Anzeigevorrichtung 14 im Übertritts- bzw. Ausströmbereich aus dem Strömungskanal 56 hin zum Sammelkanal 74 angeordnet, wodurch mit dieser Anzeigevorrichtung 14 lediglich die für diesen Strömungskanal 56 zutreffende Strömung des Temperierungsmittels 70 angezeigt, ermittelt bzw. gemessen wird. Die Antriebsvorrichtung 29 für die Anzeigevorrichtung 14 ist dabei im Inneren des Strömungskanals 56 angeordnet bzw. ragt diese in den Strömungskanal 56 hinein. Eine Anströmung der Antriebsvorrichtung 29 erfolgt durch das Temperierungsmittel 70 in Richtung der Längsachse 34, wodurch aufgrund dieser Bauart mit relativ kleinen Abmessungen das Auslangen gefunden werden kann und trotzdem ein exakter Überwachungsvorgang des Durchflusses des Temperierungsmittels 70 erfolgen kann.
Dabei ist in der Fig. 5 nur eine von vielen Möglichkeiten für die Anordnung der Anzeigevorrichtung 14 im Formgebungswerkzeug 13 gezeigt, wobei selbstverständlich aber auch jede andere Art von Anordnung bzw. Ausbildung möglich ist.
In der Fig. 6 ist vereinfacht ein Formgebungswerkzeug 13 mit einem zusätzlichen Blockschaltbild für die Anordnung unterschiedlicher elektronischer Bauteile gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 5 verwendet werden.
Der Einfachheit halber sind beim Formgebungswerkzeug 13 lediglich zwei Strömungskanäle 17,56 dargestellt, welche sich zwischen dem Verteilkanal 72 und dem Sammelkanal 74 erstrecken. Dem Verteilkanal 72 wird über die Zuleitung 76 das Temperierungsmittel 70 zugeführt und nach dem Durchströmen durch den Strömungskanal 17,56 aus dem Sammelkanal 74 über die Ableitung 78 vom Formgebungswerkzeug 13 weggeleitet. Bei dem hier schematisch dargestellten, geschlossenen Kreislauf wird das Temperierungsmittel 70 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Kühlvorrichtung 79 gekühlt und über eine schematisch angedeutete Fördervorrichtung 80 ausgehend von der Ableitung 78 der Zuleitung 76 wiederum zugeführt.
Aufgrund des geschlossenen Kreislaufes ist eine Überwachungs- bzw. Kontrollmöglichkeit des Durchflusses durch die einzelnen
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Strömungskanäle 17,56 notwendig, um das Vorhandensein einer Kühlung in den einzelnen Abschnitten der unterschiedlichen Profilsektionen sicher zu stellen. Die Kontrolle des strömenden Mediums im Strömungskanal 17,56 erfolgt durch den zuvor beschriebenen rotorähnlichen Gegenstand der Anzeigevorrichtung 14, welcher sich in Abhängigkeit der Geometrie und der Strömungsgeschwindigkeit zu drehen beginnt. Dieser Zusammenhang zwischen der Durchflussmenge und der Drehzahl kann durch Versuche, wie z. B."Auslitern", festgestellt werden.
Die Drehzahl des rotierenden Teils, insbesondere des Anzeigeorgans 26, kann mit den unterschiedlichsten aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen ermittelt werden. Auch ist die hier dargestellte Anzahl und Anordnung der Strömungskanäle 17,56 nur schematisch vereinfacht dargestellt worden, wobei die Anzahl, die Anordnung und die Ausrichtung der einzelnen Strömungskanäle 17,56 frei und unabhängig voneinander gewählt werden kann.
Wird als Markierung 63 am Anzeigeorgan 26 ein grafisches Symbol verwendet, kann mittels eines Stroboskopes in Form eines Blitzlichteffektes bei Überein-* stimmung der Frequenz des Blitzlichtes mit der Drehzahl des Anzeigeorgans 26 ein. sogenanntes "Stehen" der Markierung 63 an der gleichen Position erzielt werden.
Dabei kann die Einstellung des Blitzlichteffektes und somit der Frequenz des Blitzlichtes per Hand erfolgen. Bei der Verwendung eines Stroboskopes ist von Vorteil, dass dieses einen breiten Lichtkegel aussendet, wobei dabei nicht unbedingt auf das Anzeigeorgan 26 gezielt werden muss. Bei der Einstellung der Frequenz des Blitzlichtes ist eine gewisse Erfahrung nötig, da der optische Effekt der "stehenden" Markierung auch bei der halben, doppelten usw. Frequenz des Blitzlichtes auftritt.
Die graphische Darstellung der Markierung 63 kann durch die unterschiedlichsten Formen und/oder Farben in bezug zum Anzeigeorgan 26 erfolgen, wodurch einerseits eine gute Sichtbarkeit der Drehbewegung und andererseits eine höhere Messgenauigkeit erzielbar ist.
Wird als Markierung 63 eine Einkerbung, Nut oder eine reflektierende Markierung verwendet, kann Laserlicht ausgestrahlt werden, und mittels Laserdetektion das reflektierte Licht gemessen werden. Dabei wird die Drehzahl des Anzeigeorgans 26 und damit verbunden der Übertragungsvorrichtung 24 automatisch angezeigt. Beim Messvorgang muss der Laserstrahl exakt auf das Anzeigeorgan 26 ausgerichtet werden, um eine entsprechend exakte Anzeige zu erzielen. Tritt beispielsweise ein Temperierungsmittel 70 im Bereich des Anzeigeorgans 26 aus dem Formgebungswerkzeug 13 aus, ist eine Reflexion der Laserstrahlen durch beispielsweise Wasser-
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tropfen im Umgebungsbereich des Anzeigeorgans 26 möglich.
Weiters kann die Ermittlung der Drehzahl der Übertragungsvorrichtung 24 auch mittels magnetischer Detektion erfolgen, wobei die Markierung 63 in diesem Fall durch den zuvor beschriebenen Impulsgeber 68 in Form eines kleinen Stabmagneten an der Welle bzw. dem Anzeigeorgan 26 gebildet ist. Der Detektor 67 kann durch einen ultraschnellen REED-Kontakt gebildet sein, mit welchem über eine Zählelektronik die Drehzahl erfasst werden kann.
Eine andere Möglichkeit der Drehzahlerfassung besteht in der elektromagnetischen Detektion, wobei als Impulsgeber 68 ebenfalls ein mit der Welle bzw. dem Anzeigeorgan 26 verbundener kleiner Dauermagnet, insbesondere Stabmagnet, Verwendung finden kann. Der Impulsgeber 68 wirkt dabei mit einer elektrischen Spule zusammen, wobei aufgrund der Drehung des Stabmagneten relativ zur Spule eine bestimmte elektrische Spannung bzw. ein bestimmter elektrischer Strom erzeugt wird. Dieser erzeugte Strom kann gegebenenfalls verstärkt, angezeigt sowie umgerechnet werden, wobei die induzierte Spannung je nach Ausbildung und Geometrie der Antriebsvorrichtung 29 in Verbindung mit dem Strömungskanal 17, 56 ein indirektes Mass für die Drehzahl der Übertragungsvorrichtung 24 darstellt.
Aufgrund der ermittelten Drehzahl der Übertragungsvorrichtung 24 bzw. des Anzeigeorgans 26 kann beispielsweise empirisch die dazugehörige Durchströmmenge des Temperierungsmittels 70 festgestellt werden und mittels eines im Einströmbereich in den Strömungskanal 17,56 angeordneten Stellorgans auf eine gewünschte SollDurchströmmenge abgestimmt werden. Dieses Stellorgan kann händisch betätigbar ausgebildet sein und jedem der einzelnen Strömungskanäle 17,56 zur Änderung bzw. Regelung der Durchströmmenge und/oder Durchströmgeschwindigkeit und/oder Temperatur des Temperierungsmittels 70 dienen.
Auf empirischer Weise wurden Drehzahlen des Anzeigeorgans 26 ermittelt, wobei festgestellt wurde, dass in Abhängigkeit von der Geometrie der Antriebsvorrichtung 29 für die Übertragungsvorrichtung 24 bei einem Durchmesser von 6, 2 mm für den Strömungskanal 17,56 eine Mindestmenge des Temperierungsmittels 70 von ca. 0, 3 l/min notwendig ist, um ein Ansprechen der Antriebsvorrichtung 29 zu erzielen. Mit Erhöhung der Durchsatzmenge des Temperierungsmittels 70 auf beispielsweise 4, 5 I/min und der gleichen Abmessung des Strömungskanals 17,56 werden Drehzahlen bis zu 25. 000 U/min erreicht. Weiters wurde bei Versuchen festgestellt, dass das Verhältnis zwischen Durchsatzmenge pro Zeiteinheit und der damit verbundenen Drehzahl
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des Anzeigeorgans 26 sich zueinander proportional verhält.
Weiters ist in der Fig. 6 vereinfacht ein Blockschaltbild für die Ermittlung und der damit verbundenen Steuerung des Abkühlvorgangs für den Gegenstand 8 innerhalb eines Formgebungswerkzeuges 13 vereinfacht dargestellt. Dabei ist jedem der Strömungskanäle 17,56 ein eigener Sensor 66 zur Ermittlung der Drehzahl zugeordnet, welche über die Leitungen 69 mit einer Auswertevorrichtung 81 in Verbindung stehen. Das von den Sensoren 66 bereitgestellte bzw. abgegebene elektrische Signal, welches dem jeweiligen Messwert entspricht, wird an die Auswertevorrichtung 81 weitergeleitet, wobei der Auswertevorrichtung 81 noch eine Steuervorrichtung 82 zugeordnet sein kann, welche z.
B. den von der Auswertevorrichtung 81 ermittelten Wert für die Drehzahl und/oder für die Durchströmmenge des Temperierungsmittels 70 der einzelnen Strömungskanäle 17,56 getrennt voneinander an einem mit der Auswertevorrichtung 81 bzw. der Steuervorrichtung 82 verbundenen Anzeigeelement 83 anzeigt. Weiters ist der Auswertevorrichtung 81 bzw. Steuervorrichtung 82 eine Eingabevorrichtung 84, wie z. B. ein Rechner bzw. ein Terminal oder eine Eingabetastatur zugeordnet, mit welcher verschiedenste Parameter für den Verfahrensablauf zur Kühlung bzw. Temperierung des Formgebungswerkzeuges 13 abgerufen bzw. voreingestellt werden können. Zusätzlich kann der Auswertevorrichtung 81 bzw. Steuervorrichtung 82 noch eine eigene Speichervorrichtung 85 zugeordnet sein, in welcher die unterschiedlichsten Soll-Werte, wie z.
B. die Durchströmmenge, die Durchströmgeschwindigkeit, die Temperatur des Temperierungsmittels 70 sowie die Temperatur der Formflächen usw. als Soll-Werte vorgegeben und abgespeichert werden können.
Weiters ist beim Formgebungswerkzeug 13 vereinfacht dargestellt, dass zumindest einer der Formflächen 16 ein weiterer Sensor bzw. ein Temperaturfühler 86 zur Ermittlung der Oberflächentemperatur des Gegenstandes 8 zugeordnet sein kann.
Selbstverständlich kann aber auch der Temperaturfühler 86, sowie gegebenenfalls auch mehrere dieser Temperaturfühler 86 im Austrittsbereich des Gegenstandes 8 aus dem Formgebungswerkzeug 13 angeordnet sein, wobei es bei einer Mehrfachanordnung derartiger Temperaturfühler 86 möglich ist, einzelne Profilsektionen des Gegenstandes 8 in bezug auf ihre Temperatur und den damit verbunden vorgeordneten Abkühlprozess exakt zu überwachen und gegebenenfalls zu steuern. Der oder die Temperaturfühler 86 ist bzw. sind ebenfalls über Leitungen 87 mit der Auswertevorrichtung 81 bzw. Steuervorrichtung 82 verbunden.
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Aufgrund der ermittelten Temperatur für den Gegenstand 8 ist es möglich, aufgrund der in der Speichervorrichtung 85 vorgegebenen Werte für die Drehzahl bzw. die Durchflussmenge, die Durchströmgeschwindigkeit sowie der Temperatur des Temperierungsmittels 70 durch die einzelnen bzw. jeweiligen Strömungskanäle 17,56 mittels eines im Einströmbereich in den Strömungskanal 17,56 angeordneten Aktors 88 z. B. den Durchsatz des Temperierungsmittels 70 entsprechend zu erhöhen bzw. zu verringern. Mittels der als Stellorgane ausgebildeten Aktoren 88 ist somit eine feinfühlige Regelung der einzelnen Strömungskanäle 17,56 in bezug auf die Durchströmmenge, die Durchströmgeschwindigkeit bzw. die Temperatur möglich.
Zur Änderung des entsprechenden Durchsatzes steht die Fördervorrichtung 80 ebenfalls mit der Auswertevorrichtung 81 bzw. der Steuervorrichtung 82 in Verbindung, welche ein entsprechendes Steuersignal an die Fördervorrichtung 80 weiterleitet, um so das Fördervolumen durch die Strömungskanäle 17,56 entsprechend an die angegebenen Soll-Werte anzupassen.
Reicht zur Erzielung eines einwandfreien Kühlergebnisses die Erhöhung der Durchsatzmenge nicht aus, kann die Abkühlung des Temperierungsmittels 70 in der Kühlvorrichtung 79, welche ebenfalls mit der Auswerte- bzw. Steuervorrichtung 81,82 in Verbindung steht, ebenfalls erhöht werden, wodurch für die Abkühlung des Gegenstandes 8 ein kühleres Temperierungsmittel 70 zur Verfügung steht.
Die zuvor beschriebenen bevorzugt auf elektrischer bzw. elektronischer Basis beruhenden Vorrichtungen, Sensoren bzw. Aktoren können beliebig und frei nach dem bekannten Stand der Technik gewählt sowie beliebig miteinander kombiniert werden. Dabei kann der Aktor 88 durch eine Stellvorrichtung gebildet oder mit dieser Stellvorrichtung wirkverbunden sein und zur bedarfsweisen Änderung der Menge und/oder der Durchströmgeschwindigkeit des durch den Strömungskanal 17,56 hindurchgeführten Temperierungsmittels 70 dienen.
Aufgrund der in der Speichervorrichtung 85 vorgegebenen Soll-Werte für die Durchströmmenge und/oder Durchströmgeschwindigkeit und/oder Temperatur des in den einzelnen Strömungskanälen 17,56 durchströmenden Temperierungsmittels 70 kann mittels der Auswerte- bzw. Steuervorrichtung 81,82 ein reproduzierbares Temperieren des Formgebungswerkzeuges 13 und ein damit verbundener einfacher Einstellvorgang für die Abkühlung des Gegenstandes 8 erzielt werden. Weiters können aber auch einzelne Profilsektionen des Gegenstandes 8 zueinander unterschiedlichst abgekühlt werden, wodurch nahezu eine Verzugsfreiheit der extrudierten Ge-
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genstände 8 erzielbar ist.
Das Verfahren zum Temperieren von zumindest einem Formgebungswerkzeug 13 mit dem Temperierungsmittel 70, welches durch die im Bereich der Formflächen 16 verlaufenden Strömungskanäle 17,56 hindurchgeführt wird, ist beispielhaft nachfolgend beschrieben. Das Temperierungsmittel 70 wird nach dem Eintritt in das Formgebungswerkzeug 13 auf mehrere in den einzelnen Strömungskanälen 17,56 fliessende Teilströme aufgeteilt, wobei im Verlauf der einzelnen Teilströme in den Strömungskanälen 17,56 die Strömung des hindurchfliessenden Temperierungsmittels 70 zum Antrieb der Anzeigevorrichtung 14 und der damit verbunden Strömung des Temperierungsmittels 70 verwendet wird, um so das Vorhandensein einer Strömung und/oder die Durchströmmenge durch die Rotationsbewegung der Anzeigevorrichtung 14 zu ermitteln.
Weiters kann durch die Rotation der Antriebsvorrichtung 29 die Anzeigevorrichtung 14 in Verbindung mit dem Sensor 66 ein Signal generieren, welches an die Auswertevorrichtung 81 weitergeleitet und gegebenenfalls in dieser umgesetzt bzw. umgewandelt wird und daran anschliessend an dem mit der Auswertevorrichtung 81 bzw. der Steuervorrichtung 82 verbunden Anzeigeelement 83 ein entsprechender Wert für die Durchströmmenge und/oder Durchströmgeschwindigkeit und/oder Temperatur des Temperierungsmittels 70 in den einzelnen Strömungskanälen 17,56 pro Zeiteinheit und/oder die Temperatur des Gegenstandes 8 angezeigt wird.
Weiters ist es aber auch möglich, dass das von den Sensoren 66 bzw. von den Temperaturfühlern 86 generierte und an die Auswertevorrichtung 81 weitergeleitete Signal in dieser in einen Ist-Wert umgesetzt bzw. umgewandelt wird und mit einem vorbestimmbaren bzw. vorgebbaren Soll-Wert für die Durchströmmenge und/oder Durchströmgeschwindigkeit und/oder Temperatur des Temperierungsmittels in den einzelnen Strömungskanälen 17,56 pro Zeiteinheit verglichen wird und bei einer Abweichung zwischen dem Soll- und dem Ist-Wert ein der Differenz entsprechender Stellwert zur Änderung der Durchströmmenge und/oder Durchströmgeschwindigkeit und/oder Temperatur des Temperierungsmittels 70 pro Zeiteinheit in den Strömungskanälen 17,56 an den jeweiligen diesen zugeordneten Aktor 88 weitergeleitet wird,
welcher gegebenenfalls mit dem diesem zugeordneten Stellorgan eine entsprechende Änderung durchführt. Die zuvor beschriebenen Soll-Werte können mittels der Eingabevorrichtung 84 in der der Auswertevorrichtung 81 bzw. Steuervorrichtung 82 zugeordneten Speichervorrichtung 85 zum reproduzierbaren Temperieren des Formgebungswerkzeuges 13 festgelegt werden.
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Insbesondere kann über die mit der Auswertevorrichtung 81 bzw. der Steuervorrichtung 82 leitungsverbundenen Sensoren 66 bzw. Temperaturfühler 86 und Aktoren 88, wie z. B. auch leistungsregulierbaren Pumpen und/oder Kühlvorrichtungen 79, ein Regelkreis gebildet werden, welcher die von den Sensoren 66 gelieferten aktuellen Ist-Werte des Systems mit den vorgegebenen Soll-Werten fortlaufend vergleicht und durch eine entsprechende Ansteuerung der Aktoren 88 ein toleranzüberschreitendes Abweichen der Ist-Werte von den Soll-Werten möglichst verzögerungs-und überschwingungsfrei unterbindet.
Abschliessend sei festgehalten, dass durch die einzelne und voneinander getrennte Kontrolle bzw. Überwachung oder Regelung die Qualität des Profils durch eine funktionierende Kühlung in bezug auf Geometrie, Oberflächeneigenschaften, mechanische Werte sowie die Stabilität des Produktionsablaufes Rechnung getragen werden kann und die selben noch verbessert werden können. Weiters kann dadurch auch noch ein Abreissen des Profils in den Formgebungswerkzeugen bedingt durch die Abzugskraft verhindert werden. Weiters wird durch die hohe Drehzahl des Antriebsorgans in Verbindung mit der Übertragungsvorrichtung ein Ablagern von Rückständen an diesen Bauteilen verhindert, wodurch ebenfalls eine hohe Betriebssicherheit der gesamten Anzeigevorrichtung zu erzielen ist.
Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Anzeigevorrichtung 14 diese bzw. deren Bestandteile sowie das Formgebungswerkzeug 13 teilweise unmassstäblich verzerrt bzw. vergrössert dargestellt wurden. Es können auch einzelne Merkmale der in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten Merkmalskombinationen jeweils für sich eigenständige, erfindungsgemässe Lösungen bilden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 ; 2 ; 3 ; 4, 5 ; 6 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemässen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemässen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
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Bezugszeichenaufstellung
1 Extrusionsanlage
2 Extruder
3 Extrusionswerkzeug
4 Kalibriereinrichtung
5 Kühleinrichtung
6 Pfeil
7 Raupenabzug
8 Gegenstand
9 Kalibriertisch 10 Laufrolle 11 Fahrschiene 12 Aufstandsfläche 13 Formgebungswerkzeug 14 Anzeigevorrichtung 15 Fluid 16 Formfläche 17 Strömungskanal 18 Kühlkammer 19 Kunststoff 20 Aufnahmebehälter 21 Förderschnecke 22 Lagervorrichtung 23 Welle 24 Übertragungsvorrichtung 25 Endbereich 26 Anzeigeorgan 27 Endbereich 28 Antriebsorgan 29 Antriebsvorrichtung 30 Lagerkörper 31 Bohrung 32 Aussendurchmesser 33 Innendurchmesser 34 Längsachse 35 Drucklager 36 Stützarm 37 Kegel 38 Ausnehmung 39 Kegelwinkel 40 Ansatz 41 Durchmesser 42 Länge 43 Fortsatz 44 Stärke 45 Steg 46 Länge 47 Stärke 48 Ausnehmung 49 Bauteil 50 Laufschaufel 51 Ebene 52 Schaufelfläche 53 Pfeil 54 Anstellwinkel 55 Überstand 56 Strömungskanal 57
Oberfläche 58 Oberfläche 59 Ausnehmung 60 Durchmesser 61 Durchmesser 62 Hüllkreis 63 Markierung 64 Teil 65 Flachseite 66 Sensor 67 Detektor 68 Impulsgeber 69 Leitung 70 Temperierungsmittel 71 Verteilkanal 72 Verteilkanal 73 Sammelkanal 74 Sammelkanal 75 Zuleitung 76 Zuleitung 77 Ableitung 78 Ableitung 79 Kühlvorrichtung 80 Fördervorrichtung
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81 Auswertevorrichtung 82 Steuervorrichtung 83 Anzeigeelement 84 Eingabevorrichtung 85 Speichervorrichtung 86 Temperaturfühler 87 Leitung 88 Aktor