DE10157190B4

DE10157190B4 - Kalibriervorrichtung für ein extrudiertes Kunstoffrohr

Info

Publication number: DE10157190B4
Application number: DE10157190A
Authority: DE
Inventors: Klaus Sandern
Original assignee: K SANDERN MASCHINENBAU GmbH; Sandern Maschb K GmbH
Current assignee: K SANDERN MASCHINENBAU GmbH; Sandern Maschb K GmbH
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2021-11-23
Also published as: DE10157190A1

Abstract

Kalibriervorrichtung für ein extrudiertes Kunststoffrohr, mit einer rohrförmigen Hülse (1), mit einem Eintrittsende (2) und einem Austrittsende (3),
wobei die rohrförmige Hülse (1) in ihrer Wandung zumindest einen Längsschlitz (4) und zumindest einen Einstellringbereich (5) aufweist,
wobei in dem Einstellringbereich (5) an der Außenoberfläche der Hülse (1) eine konische Außenfläche (6) mit einem Außengewinde (7) vorgesehen ist, die von einem Einstellring (8) mit einer konischen Innenfläche (9), die ein Innengewinde (10) aufweist, umfasst ist,
und wobei durch Drehen des Einstellringes (8) und durch Wechselwirkung des Außengewindes (7) mit dem Innengewinde (10) der Innendurchmesser der Hülse (1) veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kalibriervorrichtung für ein extrudiertes Kunststoffrohr mit einer rohrförmigen Hülse mit einem Eintrittsende und einem Austrittsende, wobei der Innendurchmesser der rohrförmigen Hülse veränderbar ist.

Ein aus einem Extruder im plastifizierten Zustand austretendes extrudiertes Kunststoffrohr unterliegt je nach Art des Kunststoffes und der im Extruder gefahrenen Temperatur einer mehr oder weniger starken Schrumpfung. Eine Kalibrierhülse hat die Aufgabe, ein extrudiertes Kunststoffrohr im plastifizierten Zustand von einem Extruder zu übernehmen und unter Berücksichtigung der Nachschrumpfung genau zu kalibrieren und bis zu einer bestimmten Festigkeit abzukühlen. Hierzu muss der Innendurchmesser der Kalibrierhülse möglichst genau gefertigt sein, obwohl verschiedene variable Prozessdaten unbekannt sind. – Eine erfindungsgemäße Kalibrierhülse wird normalerweise an der Stirnseite eines Wasserbades angeordnet und zur Stabilisierung des noch plastifizierten Kunststoffrohres wird in der Regel mit einem Unterdruck gearbeitet. – Aus der Praxis sind Kalibrierhülsen bekannt, bei denen senkrecht zur Längsrichtung des rohrförmigen Basisteils Querschlitze zur Kühlung und Schmierung in die Basisteilwandung eingebracht sind.

Aus DE 200 00 872 U1 ist eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines extrudierten. Kunststoff-Profils bekannt, die eine Kalibrierhülse aufweist, welche mit mindestens einer in Extrusionsrichtung verlaufenden schlitzartigen Öffnung versehen ist. Als Mittel zum Verändern der Öffnungsbreite dieser schlitzartigen Öffnung sind handelsübliche Rohrschellen vorgesehen, die mit Befestigungsmitteln wie beispielsweise mit Schrauben festlegbar sind. Es wird auch angesprochen, dass Spannelemente eingesetzt werden können, die dann gegeneinander verschraubt werden. Die Funktionssicherheit und Präzision der Kalibrierung mit dieser bekannten Vorrichtung lässt aber zu wünschen übrig. Außerdem sind die hier verwirklichten Maßnahmen verhältnismäßig aufwendig.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Kalibriervorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der der Innendurchmesser auf wenig aufwendige Weise sehr exakt einstellbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Kalibriervorrichtung für ein extrudiertes Kunststoffrohr, mit einer rohrförmigen Hülse mit einem Eintrittsende und einem Austrittsende,
wobei die rohrförmige Hülse in ihrer Wandung zumindest einen Längsschlitz und zumindest einen Einstellringbereich aufweist,
wobei in dem Einstellringbereich an der Außenoberfläche der Hülse eine konische Außenfläche mit einem Außengewinde vorgesehen ist, die von einem Einstellring mit einer konischen Innenfläche, die ein Innengewinde aufweist, umfasst ist, und wobei durch Drehen des Einstellringes und durch Wechselwirkung des Außengewindes mit dem Innengewinde der Innendurchmesser der Hülse veränderbar ist.

Eintrittsende meint das Ende der Hülse, an dem das aus dem Extruder austretende extrudierte Kunststoffrohr von der Hülse aufgenommen wird. Austrittsende meint das Ende der Hülse, an dem das Kunststoffrohr die Hülse wieder verlässt. Zweckmäßigerweise besteht die rohrförmige Hülse aus Metall. Vorzugsweise ist die rohrförmige Hülse in Längsrichtung bzw. in Axialrichtung einstöckig ausgeführt.

Die Breite eines Einstellringbereiches in Längsrichtung der Kalibriervorrichtung bzw. in Längsrichtung der rohrförmigen Hülse beträgt zweckmäßigerweise weniger als ein Viertel der Länge der rohrförmigen Hülse, vorzugsweise weniger als ein Fünftel der Länge der rohrförmigen Hülse. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass mehr als ein Einstellringbereich, beispielsweise zwei Einstellringbereiche an der erfindungsgemäßen Hülse vorgesehen werden. Nach einer sehr bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Einstellringbereich am Austrittsende der Hülse vorgesehen.

Erfindungsgemäß ist in der Hülse ein sich in Längsrichtung der Hülse erstreckender Längsschlitz ausgebildet. Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann lediglich ein Längsschlitz vorgesehen sein. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung können zwei oder mehr Längsschlitze vorgesehen sein, die sich jeweils in Längsrichtung der Hülse erstrecken. – Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die durch einen Längsschlitz bzw. durch Längsschlitze getrennten Segmente der rohrförmigen Hülse gleichsam federnd radial verstellt werden können und mit Hilfe einer Einstelleinrichtung bzw. mit Hilfe des Einstellringes unter Vorspannung gesetzt werden können. Dadurch, dass diese Segmente unter Vorspannung gesetzt werden können, lässt sich der Innendurchmesser der Hülse funktionssicher verändern. Der Längsschlitz ist zweckmäßigerweise als durchgehender Längsschlitz ausgebildet, bei dem keine Unterbrechungen durch Hülsenwandungsabschnitte vorhanden sind. Vorzugsweise erstreckt sich der Längsschlitz über zumindest 75%, bevorzugt über zumindest 80%, sehr bevorzugt über zumindest 85% der Länge der Hülse. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung beginnt der Längsschlitz am Austrittsende der Hülse bzw. mündet der Längsschlitz am Austrittsende der Hülse. Vorzugsweise ist ein Längsschlitz wellenförmig ausgebildet. Mit anderen Worten weist ein Längsschlitz dann Wellenberge und Wellentäler bzw. Maxima und Minima auf. Die Wellenberge und Wellentäler können abgerundet ausgebildet sein. Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Längsschlitz spitze Wellenberge und Wellentäler auf und dann hat der Längsschlitz eine "Zick-Zack-Form". Ein Längsschlitz weist vorzugsweise zumindest zwei Wellenberge und zumindest zwei Wellentäler auf. Zweckmäßigerweise haben die Wellenberge und die Wellentäler eines Längsschlitzes die gleiche Amplitude. Wenn mehrere Längsschlitze in der rohrförmigen Hülse vorgesehen sind, verlaufen diese Längsschlitze bevorzugt parallel zueinander.

Vorzugsweise ist im jungfräulichen Zustand der Hülse der Innendurchmesser der Hülse am Eintrittsende geringer als am Austrittsende. Jungfräulicher Zustand der Hülse meint dabei den Zustand der Hülse ohne Einwirkung einer Einstelleinrichtung auf die Hülse, ohne irgendeine Veränderung des Innendurchmessers. Jungfräulicher Zustand der Hülse meint vorzugsweise den ursprünglichen Zustand der Hülse nach seiner Herstellung.

Erfindungsgemäß ist in dem Einstellringbereich an der Außenoberfläche der Hülse eine konische Außenfläche mit einem Außengewinde vorgesehen, die von einem Einstellring mit einer konischen Innenfläche, die ein Innengewinde aufweist, umfasst ist. Konische Außenfläche meint insbesondere, dass die Außenoberfläche der Hülse im Einstellringbereich kegelmantelförmig ausgebildet ist bzw. wie der Teil eines Kegelmantels ausgebildet ist. Das Außengewinde liegt also zweckmäßigerweise auf einer kegelmantelförmigen Außenoberfläche des Einstellringbereiches. Konisch ausgebildete Innenfläche meint insbesondere, dass die Innenoberfläche des Einstellringes kegelmantelförmig ausgebildet ist bzw. wie der Teil eines Kegelmantels ausgebildet ist. Das Innengewinde liegt somit zweckmäßigerweise auf einer kegelmantelförmigen Innenoberfläche des Einstellringes. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die konische Außenfläche aus der Außenoberfläche der Hülse hervorragt. Zweckmäßigerweise verläuft die konusförmige Außenfläche über den gesamten Außenumfang der Hülsenwandung, abgesehen von den Bereichen, die von dem Längsschlitz bzw. von den Längsschlitzen durchsetzt sind. Vorzugsweise verläuft auch die konische Innenfläche des Einstellringes über den gesamten Innenumfang des Einstellringes. – Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die konische Außenfläche einem sich zum Austrittsende der Hülse verjüngenden Konus entspricht.

Vorzugsweise ist sowohl das Außengewinde als auch das Innengewinde als Trapezgewinde ausgebildet. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung gleitet der Gewindezahn des als Trapezgewinde ausgebildeten Außengewindes in dem Gewindegrund des Innengewindes.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Rotation des Einstellringes mit einer sich in Längsrichtung der Hülse erstreckenden Verstellspindel erzeugbar ist. Die Verstellspindel wird zweckmäßigerweise von einem Skalenrad angetrieben, das seinerseits bevorzugt von einem Antriebsritzel angetrieben wird. Vorzugsweise ist die Verstellspindel arretierbar und bevorzugt wird diese Arretierung durchgeführt, indem das Antriebsritzel mittels einer Klemmeinrichtung, zweckmäßigerweise mittels eines Klemmhebels festgeklemmt wird.

Nach einer Ausführungsform weist der Einstellring über seinen Außenumfang verteilte Zähne auf, welche Zähne mit einem Antriebszahnrad für den Einstellring kämmen. Bei dieser Ausführungsform ist der Einstellring also als Zahnrad ausgeführt, welches Zahnrad mit einem Antriebszahnrad kämmt. Das Antriebszahnrad ist zweckmäßigerweise an der Verstellspindel vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung der Innendurchmesser der Hülse überraschend funktionssicher und präzise ein stellbar ist. Diese Einstellung des Innendurchmessers erfolgt im Übrigen auf relativ einfache und wenig aufwendige Weise. Mit der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung ist eine hervorragende Kalibrierung und außerdem auch eine optimale Kühlung des austretenden Kunststoffrohres möglich. Der gewünschte Durchmesser des Kunststoffrohres wird dabei präzise eingehalten. Besonders vorteilhaft ist auch, dass mit der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung eine stufenlose Einstellung des Innendurchmessers möglich ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass im Einstellringbereich bzw. nach Betätigung des Einstellringes die Hülsenwandung unter Vorspannung gesetzt ist und gleichsam federnd an dem Einstellring anliegt. Das hat den beachtlichen Vorteil, dass die Segmente der Hülsenwandung nicht unkontrolliert auf das noch plastische Kunststoffrohr einwirken können. Auf diese Weise ist es möglich, die Kalibrierung bei nur geringem Unterdruck durchzuführen und dadurch wird die Reibung zwischen Kunststoffrohr und Hülsenwandung relativ gering gehalten. Hohe Abzugskräfte am noch plastischen Kunststoffrohr werden vermieden. Insoweit zeichnet sich die erfindungsgemäße Kalibriervorrichtung durch beachtliche Vorteile gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Kalibriervorrichtung bzw. Kalibriermaßnahmen aus. Die erfindungsgemäße Einstellung des Innendurchmessers bringt es im Übrigen mit sich, dass der an der Hülse langfristig auftretende Verschleiß ebenfalls funktionssicher und präzise gleichsam nachgestellt werden kann und auf diese Weise wird gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Kalibriervorrichtungen eine wesentlich längere Betriebszeit möglich.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kalibriervorrichtung,
2 den Ausschnitt A aus 1 in vergrößertem Maßstab und
3 eine Ansicht des Gegenstandes nach 1 aus Richtung des Pfeiles B in Einbaulage
Die Figuren zeigen eine Kalibriervorrichtung für ein nicht dargestelltes extrudiertes Kunststoffrohr. Die Kalibriervorrichtung weist eine rohrförmige Hülse 1 auf und hat ein Eintrittsende 2 sowie ein Austrittsende 3. Erfindungsgemäß ist der Innendurchmesser der rohrförmigen Hülse 1 veränderbar. Die rohrförmige Hülse 1 weist in ihrer Hülsenwandung einen Längsschlitz 4 auf, der sich in Längsrichtung der Hülse 1 erstreckt. Im Ausführungsbeispiel ist der Längsschlitz 4 tick-zack-förmig ausgeführt. Der Längsschlitz 4 beginnt am Austrittsende 3 und erstreckt sich über mehr als 80% der Länge der Hülse 1. Obwohl in 1 lediglich ein Längsschlitz 4 erkennbar ist, liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Hülse 1 mehrere solcher Längsschlitze 4 aufweist. Im Ausführungsbeispiel ist die Hülse 1 mit einem Einstellringbereich 5 versehen, der vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel am Austrittsende 3 der Hülse 1 angeordnet ist. In den 1 und 2 ist erkennbar, dass in dem Einstellringbereich 5 an der Außenoberfläche der Hülse 1 eine Außenfläche 6 mit einem Außengewinde 7 vorgesehen ist. Diese Außenfläche 6 ist konusförmig ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel hat die Außenfläche 6 die Form eines sich zum Austrittsende 3 hin verjüngenden Konus. In dem Einstellringbereich 5 ist fernerhin ein die Hülse 1 umfassender Einstellring 8 mit einer Innenfläche 9 angeordnet, wobei die Innenfläche 9 mit einem Innengewinde 10 versehen ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Innenfläche 9 mit dem Innengewinde 10 ebenfalls konisch ausgebildet bzw. die entsprechende Oberfläche, die das Innengewinde 10 trägt ist kegelmantelförmig ausgebildet. In der 2 ist erkennbar, dass sowohl das Außengewinde 7 als auch das Innengewinde 10 als Trapezgewinde ausgeführt ist. Dabei gleitet zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel der Gewindezahn 11 des Außengewindes 7 im Gewindegrund 12 des Innengewindes 10.
Durch Rotation des Einstellringes 8 und durch entsprechende Wechselwirkung des Außengewindes 7 mit dem Innengewinde 10 ist der Innendurchmesser der Hülse 1 variierbar. Wenn also der Einstellring 8 so gedreht wird, dass er dadurch in 1 nach links wandert, so findet eine Verringerung des Innendurchmessers der Hülse 1 statt. Wenn dagegen der Einstellring 8 so gedreht wird, dass er sich in 1 nach rechts bewegt, so findet eine entsprechende Vergrößerung des Innendurchmessers der Hülse 1 statt. Die Rotation des Einstellringes 8 wird mit Hilfe einer sich in Längsrichtung der Hülse 1 erstreckenden Verstellspindel 13 verwirklicht. Vorzugsweise weist der Einstellring 8 in den Figuren nicht näher dargestellte über seinen Außenumfang verteilte Zähne auf, welche Zähne mit einem Antriebszahnrad 14 kämmen. Das Antriebszahnrad 14 ist an der Verstellspindel 13 angeordnet. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel ist lediglich diese eine Verstellspindel 13 vorgesehen, mit der eine zentrale Verstellung des Innendurchmessers einfach und genau möglich ist.
Aus einer vergleichenden Betrachtung der 1 und 3 ist ersichtlich, dass die Verstellspindel 13 durch ein Skalenrad 15 angetrieben wird, das seinerseits von einem Antriebsritzel 16 angetrieben wird. Zur Arretierung der Verstellspindel 13 in einer bestimmten Position kann das Antriebsritzel 16 festgesetzt werden und zwar im Ausführungsbeispiel mit Hilfe des Klemmhebels 17.

Claims

Kalibriervorrichtung für ein extrudiertes Kunststoffrohr, mit einer rohrförmigen Hülse (1), mit einem Eintrittsende (2) und einem Austrittsende (3), wobei die rohrförmige Hülse (1) in ihrer Wandung zumindest einen Längsschlitz (4) und zumindest einen Einstellringbereich (5) aufweist, wobei in dem Einstellringbereich (5) an der Außenoberfläche der Hülse (1) eine konische Außenfläche (6) mit einem Außengewinde (7) vorgesehen ist, die von einem Einstellring (8) mit einer konischen Innenfläche (9), die ein Innengewinde (10) aufweist, umfasst ist, und wobei durch Drehen des Einstellringes (8) und durch Wechselwirkung des Außengewindes (7) mit dem Innengewinde (10) der Innendurchmesser der Hülse (1) veränderbar ist.
Kalibriervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Einstellringbereich (5) am Austrittsende (3) der Hülse (1) vorgesehen ist.
Kalibriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der zumindest eine Längsschlitz (4) wellenförmig oder zick-zack-förmig ausgebildet ist.
Kalibriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Außengewinde (7) ein Trapezgewinde ist und wobei das Innengewinde (10) ein Trapezgewinde ist.
Kalibriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Drehung des Einstellringes (8) mit einer sich in Längsrichtung der Hülse (1) erstreckenden Verstellspindel (13) erzeugbar ist.
Kalibriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Einstellring (8) über seinen Außenumfang verteilte Zähne aufweist, welche Zähne mit einem Antriebszahnrad (14) für den Einstellring (8) kämmen.