DD225950B3

DD225950B3 - Vorrichtung zum Kühlen und Kalibrieren von extrudierten Kunststoffsträngen

Info

Publication number: DD225950B3
Authority: DD
Publication date: 1992-06-04

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen und Kalibrieren von kontinuierlich extrudieren thermoplastischen Rohren und Profilen, die nachstehend als Kunststoffstränge bezeichnet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Abkühlung und Kalibrierung der aus einem Formwerkzeug austretenden extrudieren Kunststoffstränge erfolgt in einem Vakuumtank. Am Ein- und Auslauf und im Inneren des Vakuumtanks befinden sich Kalibrierwerkzeuge, die einlaufseitig als Hülse und danach im Abstand zueinander als Scheiben oder Blenden ausgebildet sind, durch die die maßgenaue Profilierung des Kunststoffstranges erfolgt. Die Abkühlung des Kunststoffstranges kann durch ein Vollwasserbad (Tauchbad) oder durch eine Sprühkühlung erfolgen. Die dazu notwendigen Anschlüsse für den Zu- und Ablauf des Wassers und die entsprechenden Sprüheinrichtungen sind im Vakuumtank untergebracht. Die Kühlung des Kunststoffstranges im Tauchbad ist technisch und ökonomisch einfach realisierbar. Von Nachteil ist dabei, daß sich das noch plastische Material des Kunststoffstranges durch vorhandene Auftriebskräfte im Wasser verformt und ferner nur ein ungenügender Wärmeaustausch stattfindet. Aufgrund dieser Nachteile hat sich bei der Extrusion von Kunststoffsträngen die Sprühkühlung im Vakuumtank durchgesetzt. In der DE AS 1.920.837 ist eine derartige Lösung beschrieben, bei der in einem Vakuumtank Sprühdüsen ringförmig angeordnet sind, deren Sprühstrahlen auf den Kunststoff strang gerichtet sind. Mit größer werdenden Rohr- und Profilabmessungen und mit größeren Ausstoßleistungen, damit in Zusammenhang stehenden Veränderungen der Wanddicken und des Materialeinsatzes und dessen Verarbeitungsfähigkeit ergeben sich längere Kühl· und Kalibrierstrecken für den extrudieren Kunststoffstrang. Dabei muß dem extrudieren Kunststoffstrang soviel Wärme entzogen werden, daß er nach dem Verlassen der Kalibriereinrichtung seine Form nicht mehr verändert. Das hat zur Folge, daß die in der Praxis üblichen einzelligen Vakuumkalibriertanks Baulängen von vier bis sechs Meter und darüber hinaus erreichen. Von Nachteil ist dabei, daß der extrudiere Kunststoffstrang beim Anfahrprozeß der Extrusionsliniesehr schlecht zu handhaben ist. Einerseits kann das Vakuum nicht bzw. nur unzureichend auf die Profilierung des Kunststoffstranges einwirken. Andererseits werden durch die eingeschaltete Sprühkühlung Form- und Maßabweichungen des extrudieren Kunststoffstranges vorfixier. Erst wenn der Kunststoffstrang aus dem Vakuumkalibrierankwieder austritt, baut sich ein Vakuum im Tank auf und die formgerechte Profilierung und Fixierung des Kunststoffstranges, die durch die gleichzeitige Kühlung unterstützt wird, kann beginnen. Die Folge ist, daß mit jedem Anfahrprozeß einer Extrusionslinie ein erheblicher Ausschuß anfällt, der bei großen Rohr- oder Profilabmessungen durch die längere Kühl- und Kalibrierstrecke wesentlich höher ist als bei kleineren. Um diesen Mangel zu beseitigen, wurde gemäß DE OS 1.923.490 eine Lösung vorgeschlagen, bei der innerhalb der Kalibrierstrecke der Vakuumtank in voneinander abgetrennte Unterdruckkammern untereilt ist. Zur Erreichung eines abgestuften Vakuums müssen diese gegeneinander und nach außen sehr gut abgedichtet sein. Dies ist infolge der Größe der Kammern sehr komplizier und aufwendig. Ferner läßt sich der extrudiere Kunststoffstrang im Anfahrprozeß der Linie infolge der Länge des Vakuumtanks und der schlechten Zugänglichkeit ebenfalls nur sehr schlecht handhaben. Eine ähnliche Lösung ist in der DD PS 118.569 beschrieben, bei der die Kalibrierwerkzeuge hohlkammerförmig ausgebildet sind und an unterschiedlich regulierbare Vakuumkreisläufe angeschlossen sind. In der Praxis hat sich diese Lösung als nicht funktionssicher herausgestellt, da das Vakuum infolge

Abdichtungsschwierigkeiten zwischen dem extrudierten Profil und dem Kunststoffstrang zusammenbricht und somit keine ausreichende Kalibrierwirkung erzielt wurde.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, beim Anfahrprozeß einer Extrusionslinie für Kunststoffstränge den Materialausschuß zu senken, den Platzbedarf und den Fertigungsaufwand für die Kühleinrichtung zu reduzieren, einen sparsamen Wasserverbrauch bei hoher Kühlleistung zu erreichen, den Bedienkomfort zu verbessern und die Qualität des extrudierten Kunststoffstranges zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine schnelle, stabile und formgerechte Vorfixierung des extrudierten Kunststoffstranges mit geringem Kostenaufwand zu verwirklichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Vakuumtank aus einem Anfahrtank und einem Nachfolgetank besteht, deren Längenverhältnisse I₁ :l₂ = 1:4 bis 1:3 betragen und zwischen beiden ein Abstand ΔΙ vorhanden ist. Der Anfahrtank und der Nachfolgetank sind über parallele Leitungen, die mit Absperrhähnen versehen sind, mit der einzigen Vakuumpumpe verbunden. Der Nachfolgetank ist gleichzeitig als Wasservorratsbehälter ausgebildet. Der Kühlwasserzulauf ist im vorderen Bereich des Nachfolgetanks über der Kühlwasserpumpe angeordnet, von der parallele Leitungen zu den Sprühleisten im Anfahrtank und im Nachfolgetank führen. Der Kühlwasserablauf im Anfahrtank ist über eine Kühlwasserpumpe mit dem Endabschnitt des Nachfolgetanks verbunden, wo sich ein Überlauf befindet, an den die Absaugewasserpumpe angeschlossen ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: Anordnung der Vakuumtanks mit Kalibrierwerkzeugen und Sprühleistenkühlung, Fig. 2: Anordnung des Leitungssystems für die Sprühkühlung und Vakuumerzeugung.

In Figur 1 ist die getrennte Anordnung und Aufteilung des Vakuumtanks in einen Anfahrtank 1 und in einen Nachfolgetank 2 dargestellt. Entsprechend der Querschnittsgröße und der Wandstärke des extrudierten Kunststoffstranges 19 ist eine unterschiedlich lange Kalibrierstrecke erforderlich, wobei der Nachfolgetank 1 gegenüber dem Anfahrtank 2, drei bis viermal länger ist. Zwischen den beiden Tanks ist ein Abstand ΔΙ vorhanden. Der kurze Anfahrtank ermöglicht es, daß sehr schnell ein Vakuum entsteht, das auf den Kunststoffstrang einwirkt, wodurch die Ausbildung der Form des Kunststoffstranges, die durch die Kalibrierwerkzeuge 18 erfolgt, beschleunigt wird. Der Abstand ΔΙ ist frei wählbar. In diesem Bereich wird keine Kühlung auf den Kunststoffstrang aufgebracht, wodurch die im Inneren vorhandene Wärme an die Oberfläche dringt und ein Tempereffekt entsteht. Das hat insbesondere verfahrenstechnisch den Vorteil, daß im Kunststoffstrang eine gleichmäßige Gefügeausbildung erreicht wird. Ferner kann bereits zwischen Anfahrtank und Nachfolgetank eine Wanddickenmeßeinrichtung angeordnet werden, wodurch schon sehr frühzeitig eine Kontrolle der Maßhaltigkeit erfolgen kann und notwendige Korrekturen bei der Werkzeugeinstellung vorgenommen werden, die bei Rohr- und Hohlprofilen besonders wichtig sind. In dem sich anschließenden Nachfolgetank 2 erfolgen mit Hilfe der Kalibrierwerkzeuge 18 die endgültige Profilierung und durch die Sprühkühlung die Fixierung des Kunststoffstranges. Die erfindungsgemäße Lösung erleichtert besonders den Anfahrprozeß der Extrusionslinie, da der aus dem Formwerkzeug austretende Kunststoffstrang zunächst manuell in den Vakuumtank eingeführt werden muß. Durch die kurze Baulänge des Anfahrtanks und den vorhandenen Abstand zum Nachfolgetank ist ein guter Zugang zu den Kalibrierwerkzeugen und zum Kunststoffstrang vorhanden, wodurch sich diese Arbeit wesentlich besser bewerkstelligen läßt als das bei einzelligen Vakuumtanks der Fall ist.

Die in Figur 2 dargestellte Anordnung des Leitungssystems für die Erzeugung des Vakuums und das Leitungssystem für die Sprühkühlung werden nachstehend kurz erläutert. Das Vakuum für den Anfahrtank und den Nachfolgetank wird von der Vakuumpumpe 6 gleichzeitig erzeugt. Von der Vakuumpumpe führen parallele Leitungen 12 und 13, in denen sich Absperrhähne 14 und 15 befinden, zum Anfahrtank und zum Nachfolgetank, in denen Ventile 8 und 11 angeordnet sind. Das hat den Vorteil, daß besonders beim Anfahrprozeß der Extrusionslinie das Vakuum im Anfahrtank konzentrierter zur Einwirkung gebracht werden kann und damit eine gute und schnelle Profilierung des Kunststoffstranges erreicht wird. Wenn der Kunststoffstrang 19 in den Nachfolgetank 12 einläuft, kann das Vakuum durch Öffnen des Absperrhahnes 14 und Schließen des Ventils 11 entsprechend reguliert werden.

Der Kühlwasserzulauf 7 befindet sich im vorderen Bereich des Nachfolgetanks 2 über der Kühlwasserpumpe 4, die das kalte Frischwasser über Leitungen 16 und 17 zu den Sprühleisten 9 im Anfahrtank 1 und im Nachfolgetank 2 fördert. Der Kühlwasserablauf 20 im Anfahrtank 1 ist über die Leitung 21 und die Kühlwasserpumpe 3 mit dem Endabschnitt des Nachfolgetanks 2 verbunden, wo sich der Überlauf 10 befindet. Der Nachfolgetank erfüllt dabei gleichzeitig die Funktion des Vorratsbehälters. An den Überlauf 10 ist die Absaugwasserpumpe 5 angeschlossen. Das überschüssige Kühlwasser aus dem Anfahrtank 1 wird in die Nähe des Überlaufs 10 im Nachfolgetank gepumpt, wodurch nur wenig warmes Brauchwasser in den ständigen Kreislauf gelangt.

Claims

1. Vorrichtung zum Kühlen und Kalibrieren von großen und dickwandigen Kunststoffrohren, die aus einem Extruder extrudiert werden, bestehend aus einem Anfahrtank und einem Nachfolgetank, wobei der Nachfolgetank als Vakuumtank ausgebildet ist, der an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist und in dessen Innenraum quer zur Extrusionsrichtung und im Abstand zueinander Kalibrierwerkzeuge zur Profilierung des Kunststoffstranges und Kühlringe und/oder Sprühleisten mit Sprühdüsen zur Abkühlung und Fixierung des Kunststoffstranges angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Anfahrtank (1) als Vakuumtank mit Sprühkühlung (9) ausgebildet ist,

- der Anfahrtank (1) und der Nachfolgetank (2) über parallele Leitungen (12,13), die mit Absperrhähnen (14,15) versehen sind, mit der einzigen Vakuumpumpe (6) verbunden sind,

- der Nachfolgetank (2) als Wasservorratsbehälter ausgebildet ist und der Kühlwasserzulauf (7) im vorderen Bereich des Nachfolgetanks (2) über der Kühlwasserpumpe (4) angeordnet ist

- von der Kühlwasserpumpe (4) parallele Leitungen (16,17) zur Sprühkühlung (9) im Anfahrtank (1) und im Nachfolgetank (2) führen und

- der Kühlwasserablauf (20) im Anfahrtank (1) über die Leitung (21) und die Kühlwasserpumpe (3) mit dem Endabschnitt des Nachfolgetankls (2) verbunden ist, wo sich ein Überlauf (10) befindet, an den die Absaugwasserpumpe (5) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung zum Kühlen und Kalibrieren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenverhältnisse L^L₂zwischen Anfahrtank (1) und Nachfolgetank (2) gleich 1:4 bis 1:3 betragen und zwischen Anfahrtank (1) und Nachfolgetank (2) eine Wanddickenmeßeinrichtung angeordnet ist.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen