DE102009000380B3

DE102009000380B3 - Vorrichtung und Verfahren zum Führen und Formen eines extrudierten Kunststoffstranges

Info

Publication number: DE102009000380B3
Application number: DE102009000380A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dohmann; Tobias Hus
Original assignee: Battenfeld Cincinnati Germany GmbH
Current assignee: Battenfeld Cincinnati Germany GmbH
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2029-01-23
Also published as: AT509712A4; AT509712B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen und/oder Formen eines Kunststoffstranges und/oder eines Kunststoffprofils, vorzugsweise eines Kunststoffrohres, die einen Bereich mit veränderbarem Querschnitt und Mittel zum Verändern des Bereiches mit veränderbarem Querschnitt aufweist, wobei der Bereich mit veränderbarem Querschnitt aus einem gewickelten Flachmaterial besteht. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das gewickelte Flachmaterial ein geschlossenes Band bildet, das mindestens zu zwei Schlaufen gewickelt ist, wobei eine erste Schlaufe mindestens teilweise das zu führende und/oder zu formende Kunststoffprofil umschlingt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Führen und/oder Formen eines Kunststoffstranges.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen und/oder Formen eines Kunststoffprofils, vorzugsweise eines Kunststoffrohres, die einen Bereich mit veränderbarem Querschnitt und Mittel zum Verändern des Bereiches mit veränderbarem Querschnitt, aufweist, wobei der Bereich mit veränderbarem Querschnitt aus einem gewickelten Flachmaterial besteht, sowie ein diesbezügliches Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 7.
Gattungsgemäße Vorrichtungen zum Führen und Formen eines Kunststoffstranges sind im Stand der Technik bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 102 13 235 B4 eine Hülse zum Kalibrieren eines Kunststoffrohres, bei der ein geschlitztes Rohr über verschiebbare Stangen im Querschnitt verändert wird, um einen gewünschten Durchmesser eines Rohres zu erzeugen. Derartige Vorrichtungen sind aber nur in einem vorbestimmten Teilbereich im Durchmesser veränderbar, da die Breite des in der Hülse eingebrachten Schlitzes die maximale Veränderung im Umfang vorgibt. Größere Veränderungen im Durchmesser führen zu der Problematik, dass die bereitgestellte Kunststoffmasse, die über den Extruderkopf der Kalibriereinrichtung zugeführt wird, nicht ausreicht bzw. zu groß ist. Folglich ist ein Wechsel des Extruderkopfes erforderlich, um die benötigte Kunststoffmasse bereitzustellen. Weiterhin ist erforderlich, im Anschluss an die Kalibrierung das extrudierte Profil zu führen, bis es abgelängt und in einer entsprechenden Vorrichtung gestapelt und gelagert wird. Bei herkömmlichen Anlagen wird entsprechend des gefertigten Profiles die Führung ausgetauscht. Eine weitere Vorrichtung, bei der ein gewickeltes Blech enger oder weiter eingestellt wird und damit den gewünschten Durchmesser abbildet, ist aus der DE 10 2004 052 972 A1 bekannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzubieten, die/das eine stufenlose Verstellung eines gewickelten Flachmateriales mit relativ einfachen Mitteln ermöglicht.
In Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird die vorrichtungstechnische Aufgabe dadurch gelöst, dass das gewickelte Flachmaterial ein geschlossenes Band bildet, das mindestens zu zwei Schlaufen gewickelt ist, wobei eine erste Schlaufe mindestens teilweise das zu führende und/oder zu formende Kunststoffprofil umschlingt.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 wiedergegeben.
In Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 7 wird die verfahrenstechnische Aufgabe dadurch gelöst, dass das gewickelte Flachmaterial zu mindestens zwei Schlaufen gewickelt ist und durch Vergrößern oder Verkleinern der Schlaufen der Querschnitt so verändert wird, dass die Innenseite der ersten Schlaufe am zu führenden und/oder zu formenden Profil anliegt.
Weitere Fortbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 8 bis 11 wiedergegeben.
In den Zeichnungen ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung als Kalibriervorrichtung wiedergegeben.
1 zeigt eine typische Extrusionslinie,
2 eine dreidimensionale Ansicht auf das gewickelte Flachmaterial und
3 eine weitere dreidimensionale Ansicht in einer anderen Einstellung.
4 gibt einen Schnitt durch 2 und
5 einen Schnitt durch 3 wieder,
6 zeigt wieder dreidimensional eine Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer Vorrichtungen und
7 eine Seitenansicht auf die Anordnung gemäß 6.
In 1 wird eine typische Extrusionslinie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Die 1 umfasst einen Extruder 11, ein Werkzeug 12, was auch üblicherweise als Extrusionsdüse bezeichnet wird, sowie einen Vakuum- und Kalibriertank 13. An den Vakuum- und Kalibriertank 13 können sich weitere Nachfolgeeinrichtungen wie weitere Kühltanks, Sägen und Wickelvorrichtungen anschließen, die jedoch hier nicht dargestellt sind.
Im Vakuum- und Kalibriertank 13 ist eine Kalibrierung angeordnet mit einer von außen zugänglichen Verstellvorrichtung, um einen Bereich mit veränderbarem Querschnitt 1 zu verändern. Zentraler Mittelpunkt ist die Extrusionsachse 14, die Extrusionsrichtung ist durch den Pfeil dargestellt. Die im Extruder 11 erzeugte Kunststoffmasse wird im Werkzeug 12 vorgeformt und dann als Schmelzeschlauch im Vakuum- und Kalibriertank 13 weiter verformt, bis er seinen Endzustand aufweist.
2 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Kalibrierung, die hier über die erfindungsgemäße Vorrichtung als gewickeltes Flachmate rial 2 dargestellt ist, welches von Stangen 6, 7, 8 in seiner Form gehalten wird. Das Flachmaterial 2 ist zu drei Schlaufen 3, 4 umgebogen, ohne sich plastisch zu verformen. Eine erste Schlaufe 3 bildet einen Kreisquerschnitt, dessen Durchmesser 5 durch den Abstand 10 zwischen den beiden Verstellstangenpaaren 6 bestimmt wird. Der Kreisquerschnitt ist lediglich im Bereich 9 frei, da dort das Flachmaterial um die Stangenpaare 3 in eine zweite Schlaufe 4 geführt wird. Aus dieser 2 wird auch deutlich, dass alle Stangen 6, 7, 8 parallel zueinander und zur Extrusionsachse 14 liegen.
In der 3 ist die Vorrichtung mit einem anderen Blickwinkel und in einer Einstellung für einen kleineren Durchmesser wiedergegeben. Das gewickelte Flachmaterial 2 bildet wieder drei Schlaufen 3, 4, wobei die mittlere Schlaufe 3 weitgehend einen Kreisquerschnitt bildet, der bedingt durch den Abstand 10 der Führungsstangenpaare 6 relativ klein ist. Die Stützstangen 7 sind relativ zu den Führungsstangenpaaren 6 weit beabstandet und spannen so über die Schlaufen 4 indirekt das bandförmige Flachmaterial 2. Im Allgemeinen sollten die Stützstangen 7 starr sein und als Halterung bzw. Aufhängung für das Flachmaterial dienen.
Die Führungsstangenpaare 8, die an den Schlaufen 4 anliegen, verhindern das unkontrollierte Verformen des Flachmateriales 2 und stellen so sicher, dass der Querschnitt der Schlaufe 3 weitgehend ein Kreisquerschnitt ist, der mit seiner Innenseite an dem zu führenden und/oder zu formenden Kunststoffstrang anliegt. Sie sollten quer zur Verstellrichtung der Stützstangen 7 bewegt werden können und so die Idealisierung des Kreisquerschnitts vornehmen, um möglichst kompakt zu bleiben und nicht mit dem Tank zu kollidieren.
Die 4 und 5 zeigen je einen Schnitt durch die Vorrichtung, wie sie in den 2 und 3 wiedergegeben ist. Der Schnittverlauf ist dabei senkrecht zur Extrusionsachse 14, 4 entspricht einem Schnitt gemäß 2 und 5 einem Schnitt gemäß 3. Die Bezugsziffern der 4 und 5 sind analog der der 2 und 3 und bedürfen daher keiner erneuten Erwähnung.
Die 6 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer mehrfachen Aneinanderreihung, wobei benachbarte Vorrichtungen jeweils um 90° verdreht zueinander angeordnet sind. Es ist aber auch ein anderer Winkel möglich. Durch diese Verdrehung der Vorrichtungen zueinander wird erreicht, dass die freien Bereiche 9, bei denen das Flachmaterial 2 nicht am Kunststoffstrang anliegt, keine so genannten Fließmarken erzeugen können, da der freie Bereich 9 in der benachbarten Vorrichtung verdreht liegt. Die Stangen 7 und 8 sind in dieser Ansicht nicht gezeigt, liegen aber, wie in 2 dargestellt, parallel zu den anderen.
Die Seitenansicht auf alle nebeneinander angeordneten Vorrichtungen ist in der 7 wiedergeben, wodurch verdeutlicht wird, dass durch diese Anordnung ein über die gesamte Strecke betrachtet weitgehend geschlossener Kreisquerschnitt entsteht, der Fließmarkierungen auf dem Extrudat vermeidet.
Bezugszeichenliste

1: Bereiche mit veränderbarem Querschnitt
2: gewickeltes Flachmaterial
3: erste Schlaufe von 2
4: zweite Schlaufe von 2
5: Durchmesser von 3
6: Verstellstangenpaar
7: Stützstange
8: Führungsstangenpaar
9: freier Bereich
10: Abstand
11: Extruder
12: Werkzeug
13: Kalibrierung
14: Extrusionsachse

Claims

Vorrichtung zum Führen und/oder Formen eines Kunststoffprofils, vorzugsweise eines Kunststoffrohres, die einen Bereich mit veränderbarem Querschnitt und Mittel zum Verändern des Bereiches mit veränderbarem Querschnitt (1), aufweist, wobei der Bereich mit veränderbarem Querschnitt (1) aus einem gewickelten Flachmaterial (2) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das gewickelte Flachmaterial (2) ein geschlossenes Band bildet, das mindestens zu zwei Schlaufen (3, 4) gewickelt ist, wobei eine erste Schlaufe (3) mindestens teilweise das zu führende und/oder zu formende Kunststoffprofil umschlingt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schlaufe (3) weitgehend einen Kreisquerschnitt abbildet, der im Durchmesser (5) veränderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Schlaufe (4) das nicht zur Bildung der ersten Schlaufe (3) benötigte Flachmaterial aufnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Schlaufe (3) mindestens zwei Verstellstangen (6) anliegen, wobei der Durchmesser (5) des Kreisquerschnittes der ersten Schlaufe (3) über den Abstand (5) der Verstellstangenpaare (6) einstellbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der zweiten Schlaufe (4) eine Stützstange (7) angeordnet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Schlaufe (4) mindestens zwei Führungsstangenpaare (8) angeordnet sind.
Verfahren zum Führen und/oder Formen eines Kunststoffprofils, vorzugsweise eines Kunststoffrohres, bei dem ein zu einem geschlossenen Band gewickeltes Flachmaterial (2) einen Bereich mit veränderbarem Querschnitt aufweist, der über Mittel verändert wird, und das Kunstoffprofil in diesem Bereich geführt oder geformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das gewickelte Flachmaterial (2) zu mindestens zwei Schlaufen (3, 4) gewickelt ist und durch Vergrößern oder Verkleinern der Schlaufen (3, 4) der Querschnitt so verändert wird, dass die Innenseite der ersten Schlaufe (3, 4) am zu führenden und/oder zu formenden Profil anliegt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Veränderung der Größe der Schlaufen (3, 4) mittels einer Abstandsänderung von an einer ersten Schlaufe (3, 4) anliegenden Verstellstangenpaaren (6) umgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei Verstellstangenpaaren (6) geändert wird, wobei an den zweiten Schlaufen anliegende Stützstangen (7) im Abstand relativ zu den Verstellstangenpaaren (6) angepasst werden und dadurch die Größe der Schlaufen (3, 4) bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass über Führungsstangenpaare (8) die Form der zweiten Schlaufen beeinflusst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bereiche mit veränderbarem Querschnitt von hintereinander angeordneten gewickelten Flachmaterialien gleichzeitig verändert werden.