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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Innenbehandlung von Hohlprofilen
aus thermoplastischen und/oder thermoelastischen Materialien, insbesondere
Polymeren, wobei das Material des Hohlprofils mittels einer Plastifiziereinheit
plastifiziert und unter Bildung des Hohlprofils kontinuierlich oder
semikontinuierlich aus der Plastifiziereinheit ausgetragen und das
Hohlprofil anschließend
in seinem Innern mit der zur Durchführung der jeweiligen Innenbehandlung
erforderlichen Energie beaufschlagt wird. Sie ist ferner auf eine
Vorrichtung zur Innenbehandlung von Hohlprofilen aus thermoplastischen und/oder
thermoelastischen Materialien, insbesondere Polymeren, mit einer
Plastifiziereinheit mit einer Austragsstelle, welche zur Erzeugung
eines Hohlprofils ausgebildet ist, und mit einer Einrichtung zur
innenseitigen Beaufschlagung des Hohlprofils mit einer zur Durchführung der
jeweiligen Innnenbehandlung erforderlichen Energie gerichtet, welche
insbesondere zur Durchführung
eines Verfahrens der vorgenannten Art dient.
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Hohlprofile
aus thermoplastischen oder thermoelastischen Materialien in Form
von Rohren, Schläuchen
etc. werden häufig
kontinuierlich oder semikontinuierlich als Endlosprofil hergestellt,
wobei das ursprünglich
z. B. pulver- oder granulatförmige Material
des Hohlprofils einer Plastifiziereinheit, wie einem Extruder, einer
Strangpresse oder dergleichen, zugeführt und dort plastifiziert
wird. In der Plastifiziereinheit wird das Material unter Druck gesetzt und
in der Regel erwärmt
und mittels einer Fördereinrichtung,
wie einer Schnecke, in Richtung einer Austragsstelle gefördert, welche
dem plastifizierten Material die gewünschte Form des Hohlprofils
verleiht und über
welche das Material die Plastifiziereinheit unter Bildung des Hohlprofils
verläßt. Als
Materialien für
das Hohlprofil kommen hierbei vornehmlich thermoplastische und/oder
thermoelastische Polymere, aber auch andere Materialien, wie Keramik
oder Glas, in Betracht.
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In
vielen Fällen
ist eine Innenbehandlung der erzeugten Hohlprofile erforderlich.
Diese kann z. B. insbesondere im Falle von Polymermaterialien in
der Initiierung oder Vervollständigung
von chemischen Vernetzungsreaktionen (Vulkanisierung) im Bereich der
Innenwand des Hohlprofils oder in einer nachträglichen Beschichtung der Innenwand
bestehen. Ferner kann z. B. im Falle einer Koextrusion von mehreren
Polymeren eine nachträgliche
Laminierung der Schichten, durch Verschmelzen derselben, erforderlich
sein. Des weiteren kann aus hygienischen Gründen eine Reinigung oder Desinfektion
der Innenwand des Hohlprofils erwünscht sein.
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Zur
Innenbehandlung von Hohlprofilen sind eine Vielzahl verschiedener
Verfahren bekannt, wobei die Innenbehandlung in der Regel nachträglich, d. h.
unabhängig
vom Herstellungsprozeß des
Hohlprofils geschieht. So beschreibt die
DE 100 52 082 A1 ein Verfahren
zur Innenbehandlung von Hohl körpern, wie
Flaschen, indem die Hohlkörper
in eine Behandlungskammer eingebracht werden und dort Mikrowellenstrahlung
ausgesetzt werden. Eine in den Hohlkörper hineinragende Zündeinrichtung
sorgt für
die Erzeugung eines Plasmas zur innenseitigen Entkeimung der Hohlkörper, zur
Glättung
oder Modifizierung der innenseitigen Oberfläche oder zur Analyse von Fremdstoffen.
Nachteilig ist einerseits, daß das bekannte
Verfahren nicht kontinuierlich oder semikontinuierlich durchführbar ist,
andererseits ist das Verfahren in handhabungstechnischer Hinsicht
wie auch zeitaufwendig, da jeder Hohlkörper nach seiner Herstellung
in die Behandlungskammer eingebracht und nach seiner Innenbehandlung
wieder von dort entfernt werden muß.
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Ferner
ist es bekannt, das Hohlprofil so lange von außen zu erwärmen, bis sich ein Temperaturgradient
einstellt, welcher für
eine zur jeweiligen Innenbehandlung ausreichende Temperatur an der
Innenwand des Hohlprofils sorgt. Dies führt einerseits zu einem erheblichen
Energieverbrauch, andererseits kann es an der Außenseite des Hohlprofils zur Überhitzung
und somit zur Beeinträchtigung
des Materials des Hohlprofils kommen, während an der Innenseite die
erforderliche Temperatur nicht gänzlich
erreicht wird. Der
DD
255 889 A1 ist ein Verfahren zur Innenbeschichtung von
Schrumpferzeugnissen mit pulverförmigen,
thermoplastischen Klebstoffen entnehmbar, indem der Klebstoff unter
Anwendung eines Rotationssinterverfahrens innenseitig auf ein fertiges Hohlprofil
aufgebracht und durch Einkopplung von Mikrowellen in das Hohlprofil
an die Innenwand des Hohlprofils angeschmolzen wird. Indes ist auch
dieses Verfahren nicht kontinuierlich oder semikontinuierlich durchführbar und
stellt eine aufwendige Nachbehandlung des vorgefertigten Hohlprofils
dar.
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Entsprechendes
gilt für
die nachfolgend genannten Druckschriften gemäß dem Stand der Technik. So
beschreibt die
WO
2004/031438 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Innenbeschichtung von
Hohlprofilen in Form von Rohren aus thermoplastischen Kunststoffen.
Dabei wird das zu beschichtende Rohr an einer mit einer HF-Quelle
verbundenen Ringelektrode vorbei geführt und wird an einem Ende
des Rohres ein zur Beschichtung geeignetes Gas in das Rohr eingeführt. Das
Gas dient als Energieabsorber, welchem von außen (von der Ringelektrode
her) Energie zugeführt
wird und welcher diese umwandelt und an die Innenwand des Rohres in
Form der Beschichtung abgibt.
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Gemäß der
EP 0 212 718 A2 wird
ein ebenfalls bereits fertiges, vorab erzeugtes Rohr aus einem elektrisch
isolierenden Material, insbesondere aus Quarz, innenseitig mit einem
zweiten elektrisch isolierenden Material beschichtet. Dies geschieht
mittels eines im Innern des Rohres erzeugten Plasmas durch Anregung
mittels eines außerhalb
des Rohres angeordneten Resonators. Das Gasgemisch, aus welchem
das Plasma erzeugt wird, wird in das Rohr eingeleitet, wobei das
Rohr stationär
gehalten und das durch Mikrowellen erzeugte Plasma entlang dem Außenumfang
des Rohres hin und her bewegt wird.
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Die
DE 30 02 049 C2 beschäftigt sich
mit der Innenbehandlung von Hohlkörpern, wobei der Hohlkörper an
einer Elektrodenanordnung vorbei geführt wird, um aus einem in den
Hohlkörper
eingebrachten Gas ein Plasma zu erzeugen. Die Hohlkörper sind
in diesem Fall von elastischen Kunststoffschläuchen gebildet.
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Ein
weiteres Verfahren zur Innenbehandlung von Hohlprofilen mittels
eines Plasmas ist aus der
DE 100
35 177 A1 bekannt, wobei unter anderem das Aufbringen einer
Innenbeschichtung angesprochen ist.
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Der
DE 227 730 A1 ist
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum innenseitigen Beschichten
von Hohlkörpern,
insbesondere mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), entnehmbar.
Dies soll mittels einer nach Art eines Reflektors wirkenden Umlenkeinrichtung
geschehen, welche in den Hohlkörper
axial eingebrachte Energiestrahlen an dessen Innenfläche umlenkt.
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Die
DE 41 25 941 A1 beschreibt
eine gattungsgemäße Vorrichtung
zur Innenbehandlung von Hohlprofilen aus thermoplastischen Kunststoffen
der eingangs genannten Art, welche sich unmittelbar an den kontinuierlichen
Herstellungsprozeß des
Hohlprofils mittels Extrusion anschließt. Hierzu wird das aus der
Extruderdüse
des Extruders austretende Hohlprofil in eine Vakuumkammer geführt und
dort auf einer Haspel aufgewickelt oder soweit ausgehärtet, daß es unter
Zwischenschaltung von Dichtungen wieder aus der Vakuumkammer heraus
geführt
werden kann. In der Vakuumkammer wird unter Zufuhr eines Plasmaträgergases
und eines Monomergases ein Plasma erzeugt, um sowohl innen- als
auch außenseitig
auf dem Hohlprofil eine Plasmapolymerisationsschicht zu erzeugen.
Zwar ermöglicht
das bekannte Verfahren eine unmittelbar an den eigentlichen Herstellungsprozeß des Hohlprofils
anschließende
Innenbehandlung, doch ist das Verfahren in vielerlei Hinsicht aufwendig.
So muß das
gesamte Hohlprofil unter Vakuum geführt werden und läßt sich insbesondere
dann, wenn lediglich eine Innenbehandlung erwünscht ist, wie es bei den meisten
Anwendungen der Fall ist, diese nur in Verbindung mit einer Außenbehandlung
durchführen.
Ferner ist insbesondere im Falle des Durchführens des frisch extrudierten
Hohlprofils durch die Vakuumpumpe eine Innenbehandlung desselben
gar nicht möglich
und erfordert überdies
eine Evakuierung des Innenraums, da sich andernfalls der in der
Vakuumkammer herrschende, auf die Außenseite des Hohlprofils wirkende
Unterdruck negativ auf die Formstabilität des frisch extrudierten,
noch plastifizierten Hohlprofils auswirken würde.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß unter Vermeidung
der vorgenannten Nachteile eine einfache und kostengünstige und
insbesondere praktisch beliebige Innenbehandlung des Hohlprofils
möglich ist,
welche sich unmittelbar an den eigentlichen Herstellungsprozeß des Hohlprofils
anschließen
kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
in dem aus der Plastifiziereinheit ausgetragenen Hohlprofil wenigstens
ein hinter der Austragsstelle der Plastifiziereinheit angeordneter
Energieabsorber angeordnet wird, und wobei dem im Innern des Hohlprofils
angeordneten Energieabsorber Energie zugeführt wird, wobei die dem Energieabsorber
zugeführte
Energie von diesem umgewandelt und an die Innenwand des Hohlprofils
abgegeben wird, wobei der Energieabsorber in einen mit Abstand von
der Austragsstelle der Plastifiziereinheit, im Innern des Hohlprofils
angeordneten Schleppstopfen integriert wird, und/oder wobei der
Energieabsorber zwischen der Austragsstelle der Plastifiziereinheit und
einem mit Abstand von der Austragsstelle der Plastifiziereinheit,
im Innern des Hohlprofils angeordneten Schleppstopfen angeordnet
wird.
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Ferner
sieht die Erfindung in vorrichtungstechnischer Hinsicht zur Lösung dieser
Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art vor, daß die Einrichtung
zur innenseitigen Beaufschlagung des Hohlprofils mit Energie von
wenigstens einem Energieabsorber gebildet ist, welcher im In nern des
aus der Plastifiziereinheit ausgetragenen Hohlprofils hinter der
Austragsstelle der Plastifiziereinheit angeordnet ist, und wobei
dem Energieabsorber Energie zuführbar
ist, wobei der Energieabsorber zur Umwandlung der ihm zugeführten Energie
und zur Abgabe derselben an die Innenwand des Hohlprofils ausgebildet
ist, wobei der Energieabsorber in einen mit Abstand von der Austragsstelle
der Plastifiziereinheit angeordneten Schleppstopfen integriert ist, und/oder
wobei der Energieabsorber zwischen der Austragsstelle der Plastifiziereinheit
und einem mit Abstand von der Austragsstelle der Plastifiziereinheit,
im Innern des Hohlprofils angeordneten Schleppstopfen angeordnet
ist.
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Die
Erfindung ermöglicht
eine sich unmittelbar an den Herstellungsprozeß des Hohlprofils anschließende, kontinuierliche
oder semikontinuierliche Innenbehandlung, wobei der im Innern des
Hohlprofils angeordnete Energieabsorber für eine effektive und energiesparende
Energiezufuhr an die Innenwand des Hohlprofils sorgt, ohne daß es an
der Außenwand
zu Beeinträchtigungen,
wie Überhitzungen oder
dergleichen, kommt. Dabei kann es sich bei der Innenbehandlung um
eine praktisch beliebige Behandlung handeln, z. B. zur Vernetzung
bzw. Vulkanisierung des Materials des Hohlprofils, zur Reinigung, Desinfektion
oder Entkeimung, zur innenseitigen Beschichtung bzw. Laminierung,
gegebenenfalls unter Erzeugung eines Plasmas etc. Insbesondere ermöglicht die
Erfindung eine Energiezufuhr praktisch ausschließlich an die Innenseite des
Hohlprofils, während
dessen Außenseite
keine oder nur geringe Einwirkungen, z. B. durch Wärmeleitung
von der Innenseite her, erfährt.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen
sein, daß der
Energieabsorber in einen mit Abstand von der Austragsstelle der
Plastifiziereinheit, im Innern des Hohlprofils angeordneten Schleppstopfen
integriert wird. Ein solcher Schleppstopfen dient insbesondere zugleich
zur Kalibrierung des frisch erzeugten, z. B. extrudierten, und sich
noch in einem plastischen Zustand befindlichen Hohlprofils. Statt
dessen kann erfindungsgemäß auch ein
separater Energieabsorber vorgesehen sein, oder der Energieabsorber wird
alternativ zwischen der Austragsstelle der Plastifiziereinheit und
einem mit Abstand von der Austragsstelle der Plastifiziereinheit,
im Innern des Hohlprofils angeordneten Schleppstopfen angeordnet,
so daß zwischen
der Austragsstelle der Plastifiziereinheit und dem Schleppstopfen
ein von der Umgebung abgeschlossener Behandlungsraum gebildet wird.
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Der
Schleppstopfen und/oder der Energieabsorber kann z. B. durch eine
innenseitig des Hohlprofils angeordnete, mechanische Verbindung
mit der Plastifiziereinheit, wie eine sich im wesentlichen in Axialrichtung
des aus der Austragsstelle der Plastifiziereinheit ausgetragenen
Hohlprofils erstreckende, die Plastifiziereinheit mit dem Schleppstopfen
bzw. mit dem Energieabsorber verbindende Halteeinrichtung, gehalten
werden. Statt dessen kann vorgesehen sein, daß der Schleppstopfen und/oder
der Energieabsorber von der Außenseite
des Hohlprofils her, insbesondere magnetisch oder elektromagnetisch, gehalten
wird, indem der Schleppstopfen und/oder Energieabsorber z. B. ein
ferromagnetisches oder magnetisierbares Material oder einen Elektromagnet, wie
eine Spule, aufweist und von einer außenseitig des Hohlprofils angeordneten
Halteeinrichtung aus einem ferromagnetischen oder magnetisierbaren Material
oder einem Elektromagnet, wie einer Spule, in Position gehalten
wird. Alternativ kann der Energieabsorber auch von einem Fluid gebildet
sein, welches zwischen der Austragsstelle der Plastifiziereinheit
und dem Schleppstopfen eingeschlossen wird.
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Eine
bevorzugte Ausführung
sieht vor, daß dem
im Innern des Hohlprofils angeordneten Energieabsorber von außen, durch
die Wand des Hohlprofils hindurch Energie zugeführt wird. Dies kann, wie weiter
unten noch im einzelnen erläutert,
insbesondere induktiv mittels Spulen, kapazitiv mittels Kondensatoren
oder – sofern
ein für
Hochfrequenzstrahlung zumindest teilweise durchlässiges Hohlprofil hergestellt
wird – durch
hochfrequente elektromagnetische Strahlung geschehen. Alternativ
kann vorgesehen sein, daß dem
im Innern des Hohlprofils angeordneten Energieabsorber von der im
Innern des aus der Plastifiziereinheit austretenden Hohlprofils
angeordneten Stirnseite der Austragsstelle der Plastifiziereinheit
Energie zugeführt
wird. Letztere kann beispielsweise durch im wesentlichen axial zu dem
extrudierten Hohlprofil verlaufende elektrische Leitungen oder Medienleitungen
zur Zuführung
eines Brennstoffes an den Energieabsorber erfolgen.
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Wie
bereits angedeutet, kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen
sein, daß dem
Energieabsorber hochfrequente elektromagnetische Strahlung zugeführt wird,
wobei insbesondere hochfrequente elektromagnetische Strahlung mit
ei ner Frequenz zwischen etwa 1 kHz und etwa 200 GHz, insbesondere
zwischen etwa 10 kHz und etwa 150 GHz, bzw. Mikrowellenstrahlung
eingesetzt werden kann.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß dem Energieabsorber elektrische
Energie zugeführt
wird, wobei vorzugsweise elektrische Energie in Form von Wechselspannung
und/oder Wechselstrom zugeführt
wird. Die Wechselspannung und/oder der Wechselstrom kann wiederum
bevorzugt mit einer Frequenz zwischen etwa 1 kHz und etwa 200 GHz,
insbesondere zwischen etwa 10 kHz und etwa 150 GHz, eingesetzt werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführung
ist vorgesehen, daß dem
Energieabsorber wenigstens ein Brennstoff zugeführt wird, was – wie bereits
erwähnt – mittels
einer von der Plastifiziereinheit ausgehenden und das frisch extrudierte
Hohlprofil im wesentlichen axial durchsetzenden Brennstoffleitung geschehen
kann.
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Je
nachdem, welche Art der Innenbehandlung des Hohlprofils erwünscht ist,
kann die dem Energieabsorber zugeführte Energie in Wärme oder
in elektromagnetische Strahlung umgewandelt werden, oder die dem
Energieabsorber zugeführte
Energie wird zur Erzeugung eines Plasmas im Innern des Hohlprofils
verwendet. Im letztgenannten Fall kann der Energieabsorber insbesondere
von einem in den Innenraum des Hohlprofils zwischen der Austragsstelle
der Plastifiziereinheit und einem mit Abstand von dieser angeordneten
Schleppstopfen eingebrachten Gas gebildet sein, welches durch die
zugeführte
Energie ein Plasma bildet, d. h. das Plasma wird ausschließlich in
diesem Innenraum erzeugt, z. B. durch Einkopplung von hochfrequenter
elektromagnetischer Strahlung, durch induktive oder kapazitive Einkopplung
oder durch Barriereentladung zwischen einer äußeren und einer geerdeten,
z. B. leitend mit der Plastifiziereinheit verbundenen, inneren Elektrode,
wobei das Material des Hohlprofils die dielektrische Barriere darstellt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen jeweils schematische Schnittansichten
verschiedener Ausführungsformen einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Innenbehandlung von Hohlprofilen wiedergegeben sind.
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In 1 bis 9 sind
jeweils Ausführungsformen
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Innenbehandlung
von Hohlprofilen 2, wie Rohren, Schläuchen oder dergleichen, schematisch
wiedergegeben. Die Vorrichtung umfaßt dabei jeweils eine Plastifiziereinheit 3,
beispielsweise in Form eines Extruders zur kontinuierlichen oder
semikontinuierlichen Herstellung von Hohlprofilen 2 aus
gegebenenfalls faserverstärkten
thermoplastischen und/oder thermoelastischen Polymeren. Die Plastifiziereinheit 3 bzw.
der Extruder ist mit einer oder mehreren Extruderschnecken (nicht
dargestellt) ausgestattet, welche das in der Plastifiziereinheit 3 plastifizierte
Polymermaterial in Richtung einer Austragsstelle 4 fördert/fördern. Die
stirnseitig der Plastifiziereinheit 3 angeordnete Austragsstelle 4 ist
etwa ringförmig
ausgebildet, um ein zylindrisches Hohlprofil 2 zu erzeugen.
Letzteres bzw. die Austragsstelle 4 kann einen kreiszylindrischen
Querschnitt, aber selbstverständlich
auch einen beliebigen andersartigen Querschnitt, wie einen ellipsenförmigen,
drei- oder mehreckigen Querschnitt etc., besitzen. Die Vorrichtung 1 umfaßt des weiteren
jeweils einen mit Abstand hinter der Austragsstelle 4 der
Plastifiziereinheit 3 im Innern des frisch extrudierten
Hohlprofils 2 angeordneten Schleppstopfen 5, welcher
zur Formgebung des Innenquerschnittes des Hohlprofils 2 bzw.
zu dessen Kali brierung dient. Ferner ist jeweils eine Einrichtung zur
innenseitigen Beaufschlagung des Hohlprofils 2 mit einer
zur Durchführung
einer Innenbehandlung, wie einer Vernetzung bzw. Vulkanisierung
des Polymermaterials des Hohlprofils 2, einer Reinigung, Desinfektion
oder Entkeimung, einer innenseitigen Beschichtung bzw. Laminierung,
gegebenenfalls unter Erzeugung eines Plasmas etc., erforderlichen
Energie vorgesehen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die
einzelnen Figuren näher
erläutert
ist.
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Die
in 1 dargestellte Vorrichtung weist eine Einrichtung
zur innenseitigen Beaufschlagung des Hohlprofils 2 mit
einer zur Durchführung
einer Innenbehandlung erforderlichen Energie auf, welche in den
Schleppstopfen 5 integriert oder von diesem selbst gebildet
ist. Sie besteht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Energieabsorber 6 aus
einem hochfrequente elektromagnetische Strahlung 7 absorbierenden
Material, welches bei der Zufuhr von hochfrequenter elektromagnetischer
Strahlung 7, z. B. im Mikrowellenbereich, von außen durch die
Wand des frisch extrudierten Hohlprofils 2 hindurch die
zugeführte
Hochfrequenzenergie in Wärme umwandelt
und an die Innenwand des Hohlprofils 2 abgibt. Die zur
Durchführung
der Innenbehandlung erforderliche Wärme wird also direkt und ausschließlich der
Innenwand des Hohlprofils 2 zugeführt, so daß es in dessen Außenwand
zu keiner Überhitzung kommt
und lediglich die zur Durchführung
der jeweiligen Innenbehandlung tatsächlich erforderliche Energie
zugeführt
werden muß.
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Der
Schleppstopfen 5 bzw. der Energieabsorber 6 ist
bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
durch eine innenseitig des frisch extrudierten Hohlprofils 2 angeordnete,
mechanische Verbindung 8 mit der Stirnseite der Plastifiziereinheit 3,
d. h. mit dem Innern deren ringförmiger
Austragsstelle 4, verbunden, wobei die mechanische Verbindung 8
das frisch extrudierte Hohlprofil 2 koaxial zu diesem durchsetzt.
Indes kann statt dessen auch vorgesehen sein, daß der Schleppstopfen 5 bzw.
der Energieabsorber 6 von der Außenseite des Hohlprofils 2 gehalten
ist, was mittels einer außenseitig
des Hohlprofils 2, dieses z. B. umgebenden Anordnung aus Permanent-
oder Elektromagneten (nicht dargestellt) geschehen kann, während der
Schleppstopfen 5 bzw. der hochfrequente elektromagnetische
Strahlung absorbierende Energieabsorber 6 aus einem ferromagnetischen
Material, wie Eisen oder Eisenlegierungen, gebildet ist. Ebenfalls
wäre es
in einem Fall, bei welchem das extrudierte Hohlprofil 2 aus
einem für
hochfrequente elektromagnetische Strahlung weitestgehend undurchlässigen Material
gefertigt wird, denkbar, daß die
hochfrequente elektromagnetische Strahlung nicht von außen, sondern
vom Innern des Hohlprofils 2 her zugeführt wird, z. B. von einem innenseitig
des Hohlprofils 2 an der Stirnseite des Plastifiziereinheit 3 angeordneten
Sender (ebenfalls nicht dargestellt).
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Bei
der Vorrichtung gemäß 2 ist
der Energieabsorber 6 wiederum in den Schleppstopfen 5 integriert,
weist aber in diesem Fall eine Induktionsspule L2 auf, um dem Energieabsorber 6 von
außen durch
die Wand des frisch extrudierten Hohlprofils 2 hindurch
Energie zuzuführen.
Hierfür
ist eine das Hohlprofil 2 im Bereich des Energieabsorbers 6 umgebende
Spulenanordnung L1 vorgesehen, die entweder aus mehreren Spulen
oder auch aus einer, vorzugsweise koaxial zur Induktionsspule L2
des Energieabsorbers 6 angeordneten Spule besteht und mit
einer Spannungs- bzw. Stromquelle (nicht dargestellt) zur Beaufschlagung
der Spulenanordnung L1 mit Wechselstrom bzw. Wechselspannung verbunden
ist. Die Induktionsspule L2 des Energieabsorbers 6 ist
beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
mit einem elektrischen Verbraucher 9, z. B. einem Infrarotstrahler,
einer UV-Lampe oder dergleichen, verbunden, so daß der Energieabsorber 6 die
ihm in duktiv zugeführte
elektrische Energie in elektromagnetische Strahlung, z. B. im IR-
oder im UV-Bereich, umwandelt und an die Innenwand des frisch extrudierten Hohlprofils 2 abgibt.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu der Lichtquelle 9, wie beispielsweise einer UV-Quelle
zur Initiierung einer Nachvernetzung oder Desinfektion bzw. Entkeimung
des frisch extrudierten Polymermaterials des Hohlprofils 2,
kann der Energieabsorber 6 auch ein mit dessen Induktionsspule
L2 verbundenes Heizelement (nicht dargestellt) besitzen, so daß die dem
Energieabsorber 6 induktiv von außen zugeführte elektrische Energie in
Wärme umgewandelt
und an die Innenwand des Hohlprofils 2 abgegeben wird.
Desgleichen kann die Induktionsspule L2 des Energieabsorbers 6 selbst
als Widerstandsheizelement ausgebildet sein, welches sich im Falle
der Erzeugung eines Induktionsstroms mittels der Spulenanordnung L1
erwärmt
und die Wärme
an die Innenseite des Hohlprofils 2 abgibt. Schließlich läßt sich
die Induktionsspule auch zur Erzeugung eines Plasmas in dem zwischen
der Plastifiziereinheit 3 und dem Schleppstopfen 5 angeordneten
Innenraum des Hohlprofils 2 nutzen, wie es weiter unten
unter Bezugnahme auf 8 und 9 näher erläutert ist.
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Die
in 3 wiedergegebene Vorrichtung ist wiederum mit
einem Energieabsorber 6 ausgestattet, welche in den Schleppstopfen 5 integriert
ist, wobei hier ein Kondensator C vorgesehen ist, um dem Energieabsorber 6 von
außen
durch die Wand des frisch extrudierten Hohlprofils 2 hindurch
Energie zuzuführen.
Der Kondensator C kann ebene oder im wesentlichen entsprechend der
Kontur des Hohlprofils 2, koaxial zu diesem gewölbte Platten
aufweisen und ist mit einer Spannungs- bzw. Stromquelle (nicht dargestellt)
zur Beaufschlagung der Platten des Kondensators C mit Wechselstrom
bzw. Wechselspannung verbunden, so daß sich dort eine entsprechende
Ladung aufbaut. Der in den Schleppstopfen 5 integrierte
Energieabsorber 6 weist z. B. ein nicht näher dargestelltes
RC-Glied mit einem Widerstand R und einem Kondensator C auf und
ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
mit einem elektrischen Verbraucher 9, z. B. einem Infrarotstrahler,
einer UV-Lampe oder dergleichen, verbunden, so daß der Energieabsorber 6 die
ihm kapazitiv zugeführte
elektrische Energie in elektromagnetische Strahlung, z. B. im IR-
oder im UV-Bereich, umwandelt und an die Innenwand des frisch extrudierten
Hohlprofils 2 abgibt.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu der Lichtquelle 9 kann der Energieabsorber 6 auch
ein mit dessen RC-Glied verbundenes Heizelement (nicht dargestellt)
besitzen, so daß die
dem Energieabsorber 6 kapazitiv von außen zugeführte elektrische Energie in
Wärme umgewandelt
und an die Innenwand des Hohlprofils 2 abgegeben wird.
Desgleichen kann der Widerstand R des RC-Gliedes des Energieabsorbers 6 selbst
als Widerstandsheizelement ausgebildet sein, welches sich im Falle
der Erzeugung eines elektrischen Feldes mittels des Kondensators
C erwärmt und
die Wärme
an die Innenseite des Hohlprofils 2 abgibt. Schließlich läßt sich
das RC-Glied auch zur Erzeugung eines Plasmas in dem zwischen der
Plastifiziereinheit 3 und dem Schleppstopfen 5 angeordneten
Innenraum des Hohlprofils 2 nutzen (vgl. z. B. 9).
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Die
Einrichtung zur innenseitigen Beaufschlagung des Hohlprofils 2 mit
einer zur Durchführung
einer Innenbehandlung erforderlichen Energie der Vorrichtung 1 gemäß 4 unterscheidet
sich von denjenigen der Vorrichtungen gemäß 1 bis 3 dadurch,
daß dem
Energieabsorber 6 – welcher
wiederum in den Schleppstopfen 5 zur Kalibrierung des frisch
extrudierten Hohlprofils 2 integriert ist, nicht von außen durch
die Wand des Hohlprofils hindurch, sondern von innen her Energie
zuführbar
ist. Zu diesem Zweck ist der Energieabsorber 6 über eine Leitung 10 mit
der im Innern des aus der Plastifiziereinheit 3 austretenden
Hohlprofils 2 angeordneten Stirnseite der Austragsstelle 4 der
Plastifiziereinheit 3 verbunden, wobei die Leitung 10 z.
B. eine elektrische Leitung, wie ein Kabel, sein kann, über welche dem
Energieabsorber 6 elektrische Energie zuführbar ist.
Der Energieabsorber 6 wandelt dann die elektrische Energie
z. B. in Wärme
(beispielsweise mittels einer Widerstandsheizung, nicht gezeigt),
in elektromagnetische Strahlung (z. B. im UV- oder IR-Bereich; vgl. 2 und 3,
in 4 nicht gezeigt) oder auch in hochfrequente elektromagnetische
Strahlung, insbesondere im Mikrowellenbereich (z. B. mittels eines
Mikrowellensenders, nicht gezeigt), um und führt diese umgewandelte Energie
der Innenwand des Hohlprofils 2 zu, um die jeweilige Innenbehandlung
durchführen
zu können.
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Anstelle
einer elektrischen Leitung kann die Leitung 10 z. B. auch
von einer Brennstoffleitung gebildet sein, um dem Energieabsorber 6 von
der Plastifiziereinheit 3 her einen insbesondere fluiden
Brennstoff, z. B. Erdgas, Wasserstoff, Benzin, Methanol oder dergleichen,
zuzuführen,
welcher in dem Energieabsorber 6 verbrannt und in Wärme oder
elektromagnetische Strahlung umgewandelt oder zur Erzeugung eines
Plasmas verwendet wird. Die Verbrennungsprodukte können aus
dem Energieabsorber 6 in Richtung der der Plastifiziereinheit 3 abgewandten
Seite ins Innere des Hohlprofils 2 abgeführt werden.
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Die
in 5 dargestellte Vorrichtung 1 ist mit einer
Einrichtung zur innenseitigen Beaufschlagung des Hohlprofils 2 mit
einer zur Durchführung
einer Innenbehandlung erforderlichen Energie ausgestattet, welche
einen von dem Schleppstopfen 5 räumlich getrennten Energieabsorber 6 aufweist.
Letzterer ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem zwischen
der Plastifiziereinheit 3 und dem Schleppstopfen 5 angeordneten
Innenraum des Hohlprofils 2 vorgesehen, kann indes je nach
gewünschter
Innenbehandlung selbstverständlich
auch auf der der Plastifiziereinheit 2 abgewandten Seite
des Schleppstopfens 5 im Innern des Hohlprofils 2 vorgesehen
sein. Desgleichen kann der Schleppstopfen entbehrlich sein, sofern
eine zusätzliche
Kalibrierung des Hohlprofils 2 nicht erforderlich oder
nicht erwünscht
ist. Dem Energieabsorber 6 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
entsprechend dem gemäß 1 durch
die Wand des Hohlprofils 2 hindurch Energie in Form von
hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung 7 zuführbar, wobei
der Energieabsorber beispielsweise aus einem diese Strahlung absorbierenden
Material besteht, so daß er
die Strahlung in Wärme
umwandelt und letztere an die Innenwand des Hohlprofils 2 abgibt.
Alternativ kann auch hier selbstverständlich eine induktive oder
kapazitive Energiezuführung
(vgl. 2 und 3) oder auch eine solche mittels
Leitungen 10 (vgl. 4) vorgesehen sein
und muß der
Energieabsorber 6 die zugeführte Energie nicht notwendigerweise
in Wärme
umwandeln, sondern kann diese auch z. B. in Strahlungsenergie oder
elektrische Energie umwandeln. Desgleichen kann anstelle der mechanischen
Verbindung 8 eine äußere Magnetanordnung
(nicht dargestellt) vorgesehen sein, welche den Energieabsorber 6 und/oder
den Schleppstopfen 5 in der gewünschten Axialposition bezüglich des
Hohlprofils 2 hält.
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Die
Einrichtung zur innenseitigen Beaufschlagung des Hohlprofils 2 mit
einer zur Durchführung
einer Innenbehandlung erforderlichen Energie der in 6 gezeigten
Vorrichtung weist einen in den Schleppstopfen 5 integrierten
Energieabsorber 6 auf, der im vorliegenden Fall einen Druckbehälter 12 mit einer
Düse 13 umfaßt, welche
mit dem Gasraum des Druckbehälters 12 in
Verbindung steht. Der Druckbehälter 12 ist
mittels einer im wesentlichen koaxial zu dem extrudierten Hohlprofil 2 im
Innern desselben angeordneten Leitung 11 mit der Stirnseite
der Plastifiziereinheit 3 verbunden, wobei dem Druckbehälter 12 des
Energieabsorbers 6 über
die Leitung 11 ein Fluid zugeführt werden kann, welches in
dem Druckbehälter 12 verdampft
wird. Der erzeugte Heißdampf wird über die
Düse 13 an
die Innenseite des Hohlprofils 2 abgegeben. Dem Energieabsorber 6 wird
beispielsweise hochfrequente elektromagnetische Strahlung 7 mit
einer Frequenz im Bereich der Resonanzfrequenz des zu verdampfenden
Fluides zugeführt,
wobei die Erhitzung des Fluides in dem Druckbehälter 12 selbstverständlich auch
induktiv oder kapazitiv (vgl. 2 und 3)
oder auch von innen über
eine zusätzliche
Leitung 10 (4) geschehen kann.
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7 zeigt
eine spezielle Ausführungsvariante
der Vorrichtung 1 gemäß 5.
Die Einrichtung zur innenseitigen Beaufschlagung des Hohlprofils 2 mit
einer zur Durchführung
einer Innenbehandlung erforderlichen Energie weist hier einen an
dem Schleppstopfen 5 – z.
B. an dessen der Plastifiziereinrichtung 3 abgewandten
Seite – mechanisch
festgelegten Energieabsorber 6 in Form eines Quarzkolbens
auf, welcher mit einem Leuchtmedium befüllt ist und mittels hochfrequenter
elektromagnetischer Strahlung 7 mit einer Frequenz im Anregungsbereich dieses
Mediums von außen
bestrahlt wird. Die zugeführte
Hochfrequenzstrahlung wird z. B. in ultraviolette Strahlung umgesetzt,
welche von dem in dem Quarzkolben bevorrateten Leuchtmedium an die
Innenwand des Hohlprofils 2 abgestrahlt wird. Die freigesetzte
elektromagnetische Strahlung kann je nach Leuchtmedium bzw. je nach
abgestrahlter Frequenz der elektromagnetischen Strahlung ui photochemischen
Aktivierung, zur photochemischen Reinigung, zur Vernetzung bzw.
Vulkanisierung mittels UV-Strahlung und/oder zur Desinfektion bzw.
Entkeimung der Innenseite des Hohlprofils 2 genutzt werden.
Anstelle einer Energiezufuhr in Form von hochfrequenter elektromagnetischer
Strahlung, wie Mikrowellenstrahlung, sind wiederum auch andere Arten der
Energiezufuhr, insbesondere gemäß einer
der wei ter oben unter Bezugnahme auf die anderen Ausführungsbeispiele
erwähnte
Art, denkbar.
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Bei
den in 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispielen
umfaßt
der Energieabsorber 6 ein zur Erzeugung eines Plasmas geeignetes
Gas, welches in den Innenraum des Hohlprofils 2 zwischen
der stirnseitigen Austrittsstelle 4 der Plastifiziereinheit 3 und
dem Schleppstopfen 5 über
eine Zuführleitung 14 von
der Plastifiziereinheit 3 her zugesetzt wird. Eine vorzugsweise
mit einem Steuerventil (nicht gezeigt) versehene, den Schleppstopfen 15 etwa
koaxial zu dem Hohlprofil 2 durchsetzende Abführleitung 15 dient
zum Abführen
des zur Erzeugung eines Plasmas geeigneten Gases bzw. zur Belüftung des
zwischen Plastifiziereinheit 3 und Schleppstopfen 5 angeordneten
Zwischenraumes. In dem das Plasmagas aufnehmenden Innenraum des
frisch extrudierten Hohlprofils 2 wird vorzugsweise ein
etwa dem Außendruck
entsprechender Innendruck, z. B. Atmosphärendruck, eingestellt, um ein
Kollabieren des noch plastischen Hohlprofils 2 (im Falle
eines inneren Unterdruckes) oder ein Expandieren desselben (im Falle
eines inneren Überdruckes)
zu verhindern.
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Beim
Ausführungsbeispiel
gemäß 8 wird
das Plasma mittels Anregung des in den Innenraum des frisch extrudierten
Hohlprofils 2 eingebrachten Plasmagases mit hochfrequenter
elektromagnetischer Strahlung 7 erzeugt, wobei die zugeführte Hochfrequenzenergie
in Licht und/oder Wärmeenergie
und/oder zur Erzeugung von reaktiven Gasteilchen umgewandelt und
an die Innenwand des Hohlprofils 2 abgegeben wird. Insbesondere
ist derart eine Innenbeschichtung desselben durch Abscheidung der
angeregten Gasteilchen im Plasma auf der Innenwand unter Bildung
einer Innenbeschichtung möglich.
Durch Variation der Zusammensetzung des Plasmagases und/oder der
Frequenz und Energie der zugeführten
Strahlung 7 können
die von dem Energieabsorber 6 (Plasmagas) abgegebenen Energieformen
eingestellt werden.
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Bei
dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel geschieht die
Energiezufuhr an das in den Innenraum des frisch extrudierten Hohlprofils 2 eingebrachten
Gases zur Erzeugung eines Plasmas mittels außenseitig des Hohlprofils angeordneter
Elektroden 16, welche mit einer nicht dargestellten Hochspannungsquelle
verbunden sind. Im Innern des Hohlprofils ist im Bereich er äußeren Elektroden 16 eine
innere Elektrode 17 angeordnet, welche z. B. durch die
mechanische Verbindung 8 sowohl mit der Plastifiziereinheit 3 als
auch mit dem Schleppstopfen 5 gehalten ist. Die innere
Elektrode 17 ist über
eine innenseitig des Hohlprofils 2 verlaufende, mit der Plastifiziereinheit 3 leitend
verbundene elektrische Leitung 18 geerdet. Die Erzeugung
des Plasmas geschieht somit durch Anlegen von Hochspannung an die äußere Elektrode 16 derart,
daß eine
Barriereentladung zwischen den Elektroden 16, 17 entsteht,
wobei das Polymermaterial des Hohlprofils 2 die erforderliche
dielektrische Barriere bildet. Selbstverständlich kann alternativ auch
die äußere Elektrode 16 geerdet
sein, während
die innere Elektrode 17 über die Leitung 18 von
der Plastifiziereinheit her mit Hochspannung beaufschlagt wird.
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Selbstverständlich ist
es auch im Falle eines Energieabsorbers 6 in Form eines
zur Erzeugung eines Plasmas geeigneten Gases bzw. einer solchen Gasmischung
möglich,
die zur Erzeugung des Plasmas notwendige Energie auf andere Weise
wie die gemäß 8 oder 9 zuzuführen. So
kann beispielsweise eine elektrische Leitung oder Brennstoffleitung 10 (vgl. 4)
vorgesehen sein, mittels welcher z. B. ein im Innern des Hohlprofils
angeordnetes elektrisches Heizelement oder ein elektromagnetische
Strahlung emittierender Strahler, z. B. eine UV-Lampe, betrieben
wird und das Gas unter Bil dung eines Plasmas anregt. Der Energieabsorber
umfaßt in
diesem Fall einerseits das Plasmagas, andererseits das Heizelement
bzw. den Strahler. Desgleichen ist eine induktive oder kapazitive
Einkopplung möglich
(vgl. 2 und 3), um in einem im Innern des
Hohlprofils 2 angeordneten Energieabsorber 6 Strom
zu erzeugen, welcher wiederum zur Erzeugung des Plasmas genutzt
wird.
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Schließlich ist
es erwähnenswert,
daß die Plastifiziereinheit 3 der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 nicht
notwendigerweise von einem Extruder oder einer Strangpresse gebildet
sein muß,
sondern auch beispielsweise von einer Umformeinheit zum kontinuierlichen
oder semikontinuierlichen Umformen eines bereits vorgefertigten
Hohlprofils gebildet sein kann, so daß die Innenbehandlung nicht
mit der eigentlichen Herstellung des Hohlprofils, sondern mit dessen
Umformung, z. B. Anpassung an einen anderen Durchmesser oder an
eine andere Querschnittsform, einhergeht. Auch in diesem Fall macht
das erfindungsgemäße Verfahren
einen getrennten Innenbehandlungsprozeß entbehrlich.