CN1777503A - 用于管挤出设备的组合辊 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种组合辊以及一种用于制造具有可调节直径的管(40)的管挤出设备，包括一个挤出机(12)、一个可调节的定径装置(16)和一个冷却装置(18)，其中待制造的管(40)至少部分地在制造过程期间被导引。为了能够对于不同的管径提供一个与其适配的导引装置而建议，所述导引装置至少部分地由一排在引出方向上接连设置的组合辊组成，它们分别包括一个支承在一个支架(32，50，52)上的辊(38，56，58)，其中设有机构(34，54)，它们根据管径进行辊(38，56，58)的垂直定位。

Description

用于管挤出设备的组合辊
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1或7前序部分所述的用于在一个管挤出设备中导引一个管的组合辊以及一种用于制造具有可调节直径的管的管挤出设备。
背景技术
通常已知管挤出设备。在生产塑料管时将一种塑料原料首先在一个挤出机中熔化并通过一个管模具取出。从管模具中排出的热塑性熔体软管在模具夹紧下冷却并定径。所述定径对于管尺寸和管壁中的应力具有重要意义。绝大多数塑料管从外面定径，其中迄今使用一种真空箱定径器。
仍处于热塑性的熔体软管在刚从管模具中排出以后通过一个装配在真空箱中的定径器拉出。这个定径器可以根据热塑性材料构成为套或盘形定径器。在管内部的正常压力与真空箱中的负压之间的压差负责在定径器上所需的挤压力。所述真空箱定径器由一个可真空密封的容器组成，它最好为构成具有喷嘴的冷却池。在定径段中和接着的定径段中必需使挤出的管这样冷却到使它们对于接着的负荷应力(例如引出装置、卷取机)具有足够的形状稳定性。在此，所述管的冷却在箱中通过水浴和喷嘴实现。
在制造塑料管时直到不久前还需要对于不同的壁厚或外径使用不同的定径装置。为此必需更换相应的部件(例如定径器)，这需要是机器停机并因此导致停机时间。
因此在DE 198 43 340 C2中建议，对于不同的管尺寸使用一个可调节的定径装置。这个定径装置例如包括许多薄片，它们在待定径的管外侧上在圆周上分布并且相互间隔地设置。在管的生产方向上看去，在一个定径站内部设置许多这样的薄片环，其中各个薄片环的各个薄片相互间隔。
不仅在真空箱中而且在喷淋池中都需要对管进行导引。迄今在市场上已知的设备中这个任务通过辊和支承盘实现。通常在真空箱中使用在面对管的一侧具有所期望管半径的支承盘。这种支承盘的使用是必需的，因为管在这个早期阶段还是非常不稳定的并且没有这个导引辅助器将产生椭圆倾向。
但是在可以制造具有不同直径的管的管挤出设备中存在缺陷，在每次更换管径时也必需改变管导引装置，并且迄今必需手动地适配或更换导引装置。因为一个管的中心线对于不同的管基本保持不变，对于较大的管必需使辊还向下设置而对于较小的管径必需使辊抬起。
由DE 196 45 832 C1已知一种用于导引杆状结构部件尤其是管的装置，其中可以调节在按平行四边形设置的支架上可旋转支承的辊，因此能够实现不同直径的管的连续定心地导引。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种组合辊以及一种管挤出设备，其中管导引以简单的方式和方法自动地调节到不同的管径并且以尽可能同心的导引良好地支持待制造的产品。
这个目的对于组合辊通过在权利要求1中给出的特征并且对于管挤出设备通过在权利要求7中给出的特征得以实现。
本发明的思想是，在组合辊中设有机构，它根据管的重量负荷调节辊的垂直位置。在此在这个实施例中包括这种状况，较大直径的管通常具有较大的米重。当辊承受一个较大的重量负荷时(这通常对应于一个较大的直径)，则辊基本向下移动；当一个辊的重量负荷减小时，则它在相反的方向上向上运动。由此可以通过简单的方法实现使管的中心线基本保持在相同的垂直高度上。
在轴上支承辊，该轴最好间接地或直接地通过一个弹性元件支承。作为弹性元件可以使用许多已知的材料和装置(例如橡胶类元件)。但是已经证实，特别适合的是弹簧，尤其是螺旋弹簧。
如果弹性系数、尤其是弹簧常数或弹簧硬度由一个与尺寸范围相关的米重范围确定，则尤其能够特别好地根据重量负荷调整确定导引的辊。
对于辊可以使用不同的辊几何形状。例如可以使用对应于一个最大可能管半径的辊。或者可以这样构成辊，使它们也可以从侧面支承最小的待制造管。这些管最好设置在真空箱区域内。在接着的喷淋浴中可以利用辊几何形状，它们以一个双棱柱的形状构成，因此在这里管总是在两个后侧面上导引。
在一个管挤出设备中，至少接连地设置一些组合辊，以形成在引出方向上的导向。在此所述辊可以选择具有不同的几何形状。在此不同的辊几何形状可以具有不同的支承功能并且构成不同的支承线，例如管支承在底部区域和在不同的侧面区域内。
当然也可以设想其它的机构，它们适合于在辊的垂直高度上调节辊。例如可以通过一个传感器(例如激光、机械式传感器等)探测管径并且设有一个用于辊的驱动装置(或者每个辊一个驱动装置或者一个驱动装置用于多个辊)，通过该驱动装置使辊根据所探测到的直径自动地调节。作为驱动装置适合的是电的、液压的或气动的驱动装置。但是一个这样的调节系统与上述的通过一个弹簧的调节系统不同明显更加昂贵，因为需要一个传感器、一个致动器和一个控制器。因此当需要一个高精度时，尤其可以考虑一个这样构成的装置。
附图说明
下面借助于实施例详细描述本发明。附图中：
图1以示意图示出一个完整的管挤出设备，
图2以示意俯视图示出一个按照本发明的组合辊，
图3以示意侧视图示出图2中的组合辊，
图4以组合辊的另一实施例的立体视图示出管挤出设备的局部，
图5以示意立体图示出组合辊的另一实施例，具有不同直径的辊。
具体实施方式
在图1中简示出一个管挤出设备10。一个挤出机12位于管挤出设备10的始端，在挤出机中充满、熔化管原材料并在端部排出。在挤出机12中产生的熔体接着流过一个管模具14，在其中产生所需的管形状。在此所呈现的管模具是一个可变化的管模具，因此管排出缝隙可以根据直径和壁厚的要求进行调节。由管模具14排出一个热塑性的熔体软管，它接着被引入到一个真空箱定径器16中。该真空箱定径器16由一个可真空密封闭合的冷却池组成，在其中具有未详细示出的喷嘴用于冷却熔体软管。在真空箱定径器16中设有一个同样未详细示出的定径罐，用于熔体软管的最终有效的成形。在此，所述熔体软管由于一个在管内部的正常压力与真空箱中的负压之间的压差而顶压在一个圆盘定径器上。该圆盘定径器具有一个同样可变化的管几何形状，它按照对直径所提出的要求进行调节。
在真空箱定径器16中已经实现第一次冷却，在该真空箱定径器后面所述软管通过另一冷却装置18，在其中同样通过水浴或喷嘴进行冷却。在这个冷却装置18中，管这样被冷却，使得它对于接着的负荷是形状稳定的。
在冷却装置后面衔接一个引出装置20，它使熔体软管连续地且没有压力以及以均匀的速度通过定径器和冷却箱拉出。在此设备的牵引力必需大于所产生的摩擦力。一个上述形式的牵引是履带式牵引。
在引出装置20后面在一个分割装置22中将软管分割，由此可以制造相同长度的管，然后它们在一个接收台24上被接收并从那里输送到一个库房。
不仅在真空箱定径器16中而且在冷却装置18中都需要对管进行导引。这一点现在通过按照本发明的组合辊实现，下面描述它们，
在图2和3中可以看到一个组合辊30的第一实施例。这个组合辊30特别简单地构成并且包括一个基本上U形的支架32，它由一个两次折弯的薄板杆件组成。在U形支架32的两个侧面部分中，两个长孔对准地设置，在其中可以向上和向下移动地固定组合辊30的一个轴36(参见图3)。
在轴36上可旋转地支承一个辊38，其中该辊的表面具有一个几何形状，如同它为了支持管所需的那样。
在支架32的两个端部分别固定一个螺旋弹簧34的一个端部，其另一端部与轴36嵌接。所述弹簧34固定轴36并由此将辊38保持在一个由弹簧力确定的基本上水平的位置上。
现在两个弹簧34根据辊38的负荷延伸，因此所述轴36并由此辊38与重量负荷相关地向下运动。
如果这样选择弹簧硬度或弹簧常数，使得它以适合的方式考虑到与尺寸范围耦联的米重范围，因此所述辊38根据位于其上的管这样向下运动，使管的中心线基本保持在相同的高度上。
通过这种方法可以非常经济地且以简单的机构根据待制造管的不同直径自动地进行管导引装置的调节。当然也可以由此实现对于米重的适配性，更换所述弹簧34或者添加附加的弹性装置(例如其它弹簧)。
在此特别要指出，本发明不限于具有所示螺旋弹簧34的实施形式。除了螺旋弹簧外也可以使用其它弹性元件，例如板簧、橡胶弹簧等，它们能够实现轴在长孔中向下对应于辊38的重量负荷的运动。
在图4中示出一个管挤出设备的一部分，其中可以看出冷却装置18处在打开的状态。同样在冷却装置18的入口后面设置一个具有一个支架50的组合辊的第二实施例，该支架为了支承用于辊的轴又动用两个螺旋弹簧。
在图5中示出一个具有支架52和弹簧54的组合辊的另一实施例。在此一个第一辊56支承在一个轴上。该辊56在其表面结构方面这样构成，使得一个最大可能的管半径可以以其底面支承在辊上。总之所述辊56的曲率平行于轴向按照一个待挤出管的最大半径进行选择。
与此相反，作为备用辊的在图5中示出的辊58具有另一表面几何形状，即一个几何形状，通过它也可以还在侧面支承最小的管。由此使待挤出的管40相对于辊56以其它支承点顶靠在辊58上。
在一个按照本发明的管挤出设备中，为了构成管导引装置现在可以使一排组合辊前后串联地设置。在此可以交替地使用具有不同的表面几何形状的辊，使得待挤出的管可以支承在不同的直线点上。由此可以避免本身还相对不稳定的熔体软管由于其不稳定性、尤其是在真空箱定径器16区域引起的变形。不再需要在变换直径时也更换支承盘并且替换成其它的辊或支承盘装置。所述支承盘功能现在通过交替地使用具有不同表面几何形状的辊来实现，因为不同的管区域被支承。
总之，通过本发明保证，所述导引装置在其位置上自动地适配于所生产的管径。因此根本不再需要手动地调整或更换功能。当然也可以实现非常复杂且昂贵的可升降的导引，它们也在本发明的范围里。例如可以通过一个传感器测得一个管的直径或重量，并且使一个辊36的轴通过一个驱动机构调整到其对应于轴重量的高度上。在此可以设想用于调节轴36的机电或液压的驱动装置。但是一个这样的同样在本发明内的对象与在实施例中所示的实施形式相比是费用更昂贵的。
附图标记清单
10    管挤出设备
12    挤出机
14    模具
16    定径装置
18    冷却装置
20    引出装置
22    分割装置
24    接收台
30    组合辊
32    支架
34    螺旋弹簧
36    辊轴
38    辊
40    管
50    用于辊的支架的第二实施例
52    用于辊的支架的第三实施例
54    弹簧
56    具有第一种几何形状的辊
58    具有第二种几何形状的辊

Claims (9)

1.一种用于在一个用于制造具有可调节直径的管(40)的管挤出设备(10)中导引一个管的组合辊，该组合辊包括一个支承在一支架(32，50，52)上的辊(38，56，58)，其特征在于，设有机构(34，54)，它们使辊(38，56，58)自动地并根据辊(38，56，58)的重量负荷定位在其垂直位置。
2.如权利要求1所述的组合辊，其特征在于，所述辊(38，56，58)支承在一个轴(36)上，该轴通过一个弹性元件(34，54)这样活动地支承，使得所述辊(38，56，58)在负荷增加时向下运动。
3.如权利要求2所述的组合辊，其特征在于，作为弹性元件使用一个弹簧(34，54)、尤其是一个螺旋弹簧。
4.如权利要求3所述的组合辊，其特征在于，弹簧硬度根据管的与尺寸范围有关的米重范围来确定。
5.如上述权利要求中任一项所述的组合辊，其特征在于，在多个接连设置的辊中使用不同的辊几何形状。
6.如权利要求5所述的组合辊，其特征在于，所述辊几何形状为了支承所述管而对应于一个最大可能的管半径或者这样构成，使得也在侧面支承最小的待制造的管或者以一个双棱柱的形状构成。
7.一种用于制造具有可调节直径的管的管挤出设备，它包括一个挤出机、一个可调节的定径装置和一个冷却装置，其中待制造的管至少部分地在制造过程期间通过一个和多个分别支承在一个支架(32，50，52)上的辊(38，56，58)导引，其特征在于，设有机构(34，54)，它们使所述辊(38，56，58)自动地并根据待制造管的管径定位在其垂直位置，并且导引装置至少部分地由一排在引出方向上接连设置的辊(38，56，58)组成，这些辊具有至少两种不同的辊几何形状。
8.如权利要求7所述的管挤出设备，其特征在于，所述机构(34，54)构成为使得根据辊(38，56，58)的重量负荷进行定位。
9.如权利要求7或8所述的管挤出设备，其特征在于，使用一个具有一第一辊几何形状的辊，该辊具有最大可能的管半径；并且使用一个具有一第二几何形状的辊(58)，该辊也在侧面支承最小的可制造的管。
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