Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von mindestens 6 m langen, einen Durchmesser von mindestens 150 mm aufweisenden, faserarmierten Kunststoffrohren im Schleudergussverfahren. Diese Anlage weist eine horizontalachsige in zwei Drehlagern gehaltene, motorisch angetriebene, rohrförmige Matrize mit einer Beschickungsseite und einer Entnahmeseite sowie Beschickungsorgane auf.
Da sich während des Herstellungsprozesses die Temperatur des aushärtenden Kunststoffs ändert, ändert sich auch die Temperatur der Matrize und damit ihre Länge. Es war daher bei derartigen Anlagen nötig, verhältnissmässig kompliziert ausgebildete, entsprechend teuere und störungsanfällige Lager zu verwenden, damit durch die Längenänderung der Matrize keine Störungen im Fabrikationsablauf entstehen.
Mit der vorliegenden Erfindung soll nun eine einfache Konstruktion angegeben werden, bei welcher man auf die Verwendung teuerer Speziallager verzichten kann, was besonders auch darum wichtig ist, weil es sich als zweckmässig oder notwendig erwiesen hat, die Matrizen auszuwechseln, wenn Rohre mit verschiedenen Durchmessern hergestellt werden sollen. Die Lager sollen daher so ausgebildet sein, dass sie das Auswechseln nicht erschweren, sondern erleichtern. Diese beiden Aufgaben werden nun bei einer derartigen Anlage dadurch erreicht, dass die Drehlager an den Matrizenenden angeordnet sind, dass der Antrieb an der Beschikkungsseite der Matrize angreift und dass das Lager an der Beschickungsseite ortsfest, das andere jedoch axial verschiebbar angeordnet ist. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Nachfolgend wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In der schematischen Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Anlage,
Fig. 2 und 3 je eine Stirnansicht auf das Wälzlager und zwar die Fig. 2 auf der Beschickungsseite und die Fig. 3 auf der Entnahmeseite,
Fig. 4 und 5 in grösserem Massstab je einen Schnitt durch den Aussenring eines Wälzlagers und zwar die Fig. 4 auf der Beschickungsseite und die Fig. 5 auf der Entnahmeseite.
Mit 1 ist in der Zeichnung eine rohrförmige Matrize bezeichnet, die mindestens 6 m lang ist und einen Innendurchmesser von mindestens 150 mm aufweist. Sie dient zur Herstellung eines faserarmierten Kunststoffrohres im Schleudergussverfahren. Zu diesem Zweck ist sie in zwei Drehlagern 2 und 3 gehalten und wird von einem Motor 4 angetrieben. An jedem Ende weist die rohrförmige Matrize 1 einen Flansch 1a auf, an welchem der Innenring eines Kugellagers festgeschraubt ist, und zwar an der in der Fig. 1 linken Seite, der Eingabeseite, der Innenring 2a des Lagers 2 und an der anderen Seite der Innenring 3a des Lagers 3. Jeder dieser Innenringe ist mittels als Walzkörper dienender Kugeln 5 vom zugehörigen Aussenring 2b bzw. 3b so distanziert, dass Innenring und Aussenring gegeneinander frei drehbar, aber achsial nicht verschiebbar gehalten sind, wie das bei Wälzlagern üblich ist.
Auf der der Matrize 1 abgewandten Seite des Innenrings 2a ist ein weiterer Ring 6 festgeschraubt, der über Keilriemen 7 mit dem Abtriebs-Pulli 4a des Antriebsmotors 4 verbunden ist. Nicht dargestellt sind die Beschickungsorgane, mit welchen von der Antriebs- also der Beschickungsseite her die zum Rohraufbau dienenden Materialien, wie flüssiges Harz, das mit Füllstoff angereichert sein kann, Sand und Fasermaterial eingebracht werden können. Solche Beschickungsorgane sind aus der WO 93/008 009 bekannt.
Der Aussenring 2b des Lagers 2 liegt nun, wie das besonders gut aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, auf zwei Lagerböcken 9 und 10 auf. Diese beiden Lagerböcke sind gleich, aber in bezug auf eine vertikale Mittelebene zueinander symmetrisch ausgebildet. So weist jeder eine Grundplatte 9a, einen Support 9b und einen Lagerschuh 9d auf. Die Grundplatte 9a ist auf einem Sockel 11 lösbar festgeschraubt und mit dem Support 9b unlösbar verbunden, der seinerseits einen zweckmässigerweise aus Stahl bestehenden Kopfteil 9c aufweist, auf welchen der aus Bronze bestehende Lagerschuh 9d unverschiebbar aber abnehmbar aufgesetzt ist. Dieser Lagerschuh 9d weist eine Tragplatte 9e und zwei Seitenwangen 9f und 9g auf, wobei der Abstand der Seitenwangen voneinander so gross ist wie die achsiale Länge x des Aussenringes 2b.
Dieser Aussenring 2b ist nun mit zwei axialen Bolzen 2c und 2d versehen, für welche in jeder der beiden Seitenwangen 9f und 9g eine nach oben offene Ausnehmung 9h bzw. 9i vorhanden ist. Auf diese an sich sehr einfache Art und Weise ist der Aussenring 2b zwar einerseits gegen Drehung gesichert, andererseits aber kann er ohne zusätzliche Demontagearbeiten nach oben von den beiden Lagerböcken abgehoben werden, wenn das als Matrize dienende Rohr 1 ausgewechselt werden muss.
Der Aussenring 3b des Lagers 3 ist im Prinzip gleich gelagert wie das vorstehend anhand des Aussenringes 2b des Lagers 2 beschrieben ist, nämlich auf zwei mit 12 bzw. 13 bezeichneten Lagerböcken. Der einzige, aber wesentliche Unterschied besteht darin, dass bei jedem dieser Lagerböcke 12 und 13, wie das besonders gut aus der Fig. 5 ersichtlich ist, der Abstand y zwischen den beiden Seitenwangen 12f und 12g des Lagerschuhs 12d mindestens um das Mass der möglichen Längenausdehnung der Matrize 1 grösser als die axiale Länge x des Aussenrings 3b ist. Auch dieser Aussenring ist mit zwei hier mit 3c bzw. 3d bezeichneten Bolzen versehen, die in entsprechenden Nuten oder Ausnehmungen 12h bzw. 12i ruhen, sodass sich der Aussenring 3b zwar axial auf dem Lagerschuh 12d verschieben und sich von ihm abheben aber relativ zu ihm nicht drehen lässt.
Auf diese Art und Weise kann die rohrförmige Matrize 1 beim Erwärmen und beim Abkühlen ohne weiteres ihre Länge ändern, ohne dass die Gefahr besteht, dass durch das Auftreten von mechanischen oder thermischen Spannungen Störungen im Arbeitsablauf entstehen.
Wenn, wie weiter vorne erwähnt, die Matrize ausgewechselt, also durch eine solche mit einem anderen Durchmesser ersetzt werden muss, dann wird diese andere Matrize ebenfalls mit zwei Wälzlagern versehen sein, deren Durchmesser jedoch mit dem Durchmesser der ausgewechselten Lager nicht übereinstimmt. Damit nun weder die Beschikkungsorgane noch die verschiedenen Hilfsorgane, wie z.B. die Wassersprühvorrichtung, ausgewechselt werden müssen, wird man durch Auswechseln der Lagerböcke dafür sorgen, dass sich die Drehachse aller verwendeten Matrizen stets auf derselben Höhe befinden.
Mit der vorbeschriebenen Konstruktion ist es also möglich, trotz der durch die Temperaturänderungen erzeugten, nicht zu vernachlässigenden Längenänderungen der Matrize handelsübliche, preiswerte und robuste Drehlager zu verwenden.
The present invention relates to a plant for the production of at least 6 m long, fiber-reinforced plastic pipes having a diameter of at least 150 mm by centrifugal casting. This system has a horizontal-axis, motor-driven, tubular die, which is held in two pivot bearings, with a loading side and a removal side, and loading elements.
Since the temperature of the hardening plastic changes during the manufacturing process, the temperature of the die and thus its length also change. It was therefore necessary in such systems to use comparatively complicated, correspondingly expensive and fault-prone bearings, so that no disturbances in the production process occur due to the change in length of the die.
The present invention is now to provide a simple construction in which one can do without the use of expensive special bearings, which is particularly important because it has proven to be expedient or necessary to replace the dies when producing pipes with different diameters should be. The bearings should therefore be designed so that they do not make replacement difficult, but rather easier. These two tasks are now achieved in such a system in that the rotary bearings are arranged on the die ends, in that the drive acts on the loading side of the die, and in that the bearing is fixed in place on the loading side, but the other is axially displaceable. Particularly advantageous refinements are the subject of the dependent claims.
An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying drawing. In the schematic drawing shows
1 is a side view of a system according to the invention,
2 and 3 each have an end view of the rolling bearing, namely Fig. 2 on the loading side and Fig. 3 on the removal side,
4 and 5 on a larger scale a section through the outer ring of a rolling bearing, namely FIG. 4 on the loading side and FIG. 5 on the removal side.
1 in the drawing denotes a tubular die which is at least 6 m long and has an inside diameter of at least 150 mm. It is used to manufacture a fiber-reinforced plastic tube using the centrifugal casting process. For this purpose, it is held in two pivot bearings 2 and 3 and is driven by a motor 4. At each end, the tubular die 1 has a flange 1a, to which the inner ring of a ball bearing is screwed, namely on the left side in FIG. 1, the input side, the inner ring 2a of the bearing 2 and on the other side the inner ring 3a of the bearing 3. Each of these inner rings is spaced apart from the associated outer ring 2b or 3b by means of balls 5 serving as rolling bodies in such a way that the inner ring and outer ring are freely rotatable relative to one another, but are not axially displaceable, as is customary in rolling bearings.
On the side of the inner ring 2a facing away from the die 1, a further ring 6 is screwed on, which is connected to the driven sweater 4a of the drive motor 4 via V-belts 7. The feed elements are not shown, with which sand and fiber material can be introduced from the drive side, ie the feed side, for the materials used for the pipe structure, such as liquid resin, which can be enriched with filler. Such feeders are known from WO 93/008 009.
The outer ring 2b of the bearing 2 now, as can be seen particularly well from FIGS. 2 and 4, rests on two bearing blocks 9 and 10. These two bearing blocks are the same, but are symmetrical to one another with respect to a vertical center plane. Each has a base plate 9a, a support 9b and a bearing shoe 9d. The base plate 9a is detachably screwed onto a base 11 and connected non-detachably to the support 9b, which in turn has a head part 9c expediently made of steel, on which the bronze bearing shoe 9d is non-displaceably but removably placed. This bearing shoe 9d has a support plate 9e and two side cheeks 9f and 9g, the distance between the side cheeks from one another being as large as the axial length x of the outer ring 2b.
This outer ring 2b is now provided with two axial bolts 2c and 2d, for which there is an upwardly open recess 9h and 9i in each of the two side cheeks 9f and 9g. In this manner, which is very simple in itself, the outer ring 2b is secured against rotation on the one hand, but on the other hand it can be lifted up from the two bearing blocks without additional dismantling work if the tube 1 serving as a die has to be replaced.
The outer ring 3b of the bearing 3 is in principle mounted in the same manner as that described above with reference to the outer ring 2b of the bearing 2, namely on two bearing blocks designated 12 and 13 respectively. The only, but essential difference is that in each of these pillow blocks 12 and 13, as can be seen particularly well from FIG. 5, the distance y between the two side cheeks 12f and 12g of the bearing shoe 12d is at least by the amount of the possible length extension the die 1 is greater than the axial length x of the outer ring 3b. This outer ring is also provided with two bolts here designated 3c and 3d, respectively, which rest in corresponding grooves or recesses 12h or 12i, so that the outer ring 3b moves axially on the bearing shoe 12d and does not stand out from it, but relative to it can turn.
In this way, the tubular die 1 can easily change its length during heating and cooling, without there being the risk that the occurrence of mechanical or thermal stresses will disrupt the workflow.
If, as mentioned above, the die has to be replaced, i.e. replaced with one with a different diameter, then this other die will also be provided with two roller bearings, the diameter of which, however, does not match the diameter of the replaced bearing. So that now neither the charging organs nor the various auxiliary organs, e.g. the water spray device, must be replaced, you will ensure by changing the bearing blocks that the axis of rotation of all dies used are always at the same height.
With the construction described above, it is therefore possible to use commercially available, inexpensive and robust pivot bearings, despite the length changes in the die which are not negligible due to the temperature changes.