DE102010061997A1

DE102010061997A1 - Vorrichtung und Verfahren zur gezielten Verformung eines extrudierten Kunststoffprofils

Info

Publication number: DE102010061997A1
Application number: DE102010061997A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Anders; Erwin Krumböck
Original assignee: Greiner Tool Tec GmbH
Current assignee: Greiner Tool Tec GmbH
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2012-05-31
Also published as: EP2643140A2; WO2012069642A3; WO2012069642A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gezielten Verformung, insbesondere zum Gegenbiegen, eines extrudierten Kunststoffprofils in einer Nasskalibrierung, gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung (50) zur gezielten räumlichen Einstellung mindestens eines Kalibrierelements (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) in einer Kalibrieranlage, wobei dem extrudierten Kunststoffprofil (10) während der Kalibrierung durch das mindestens eine Kalibrierelement (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) eine vorbestimmte Krümmung aufprägbar ist. Ferner wird ein entsprechendes Verfahren beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gezielten Verformung eines extrudierten Kunststoffprofils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und Verfahren zur gezielten Verformung eines extrudierten Kunststoffprofils mit den Merkmalen des Anspruchs 12.
Kunststoffprofile werden häufig durch Extrudieren erzeugt. Im Extruder wird eine weitgehend homogene Schmelze aufbereitet und auf einen Druck von etwa 200 bis 400 bar und eine Temperatur von etwa 200°C gebracht. Die Schmelze wird infolge des hohen Druckes durch eine Extrusionsdüse gepresst. Der Ausgang der Extrusionsdüse für die Schmelze weist annähernd die Kontur des gewünschten Kunststoffprofils auf.
Nach der Düse gelangt das extrudierte Kunststoffprofil (in Form eines Schmelzestrangs) in eine Kalibrierungsvorrichtung, um in dieser unter Beibehaltung der Profilkontur abgekühlt zu werden. Kalibrierungsvorrichtungen für die Herstellung vergleichsweise komplizierter Kunststoffprofile, wie z. B. Fensterprofile, weisen üblicherweise einen Trockenkalibrierungsbereich und einen anschließenden Nasskalibrierungsbereich auf.
Die Trockenkalibrierung weist mindestens einen Kalibratorblock auf. In dem mindestens einen Kalibratorblock wird der noch weiche Kunststoff des extrudierten Kunststoffprofils mittels eines angelegten Unterdrucks an die profilnahe Wandung angesaugt. Die Wärme gelangt aus dem Kunststoffprofil in die Kalibrierungsvorrichtung. Die Kühlung der Kalibrierungsvorrichtung erfolgt durch Kaltwasser, welches durch Kühlkanäle in der Nähe der Wandungen geführt wird.
Die Nasskalibrierung weist üblicherweise mindestens einen Vakuumtank auf, wobei bei mehreren Vakuumtanks diese hintereinander angeordnet sind. In den Vakuumtanks hat Kühlwasser direkten Kontakt zum extrudierten Kunststoffprofil. Da das Kunststoffprofil beim Eintritt in die Nasskalibrierung noch immer verformbar ist, sind innerhalb des mindestens einen Vakuumtanks noch Kalibrierblenden oder weitere, vereinfachte Kalibratorblöcke angeordnet, um das Kunststoffprofil bis zum Abkühlen und Erreichen eines formstabilen Zustandes zu unterstützen und in Form zu halten. Ist das Kunststoffprofil im Inneren auf etwa 20 bis 50°C abgekühlt, liegt in der Regel ein formstabiler Zustand vor und es ist keine weitere Unterstützung und Kühlung in einem Vakuumtank erforderlich.
Das Kunststoffprofil gelangt nach der Nasskalibrierung in einen Profilabzug und anschließend zu einer Ablängsäge. Die abgelängten Kunststoffprofile kühlen in der Luft auf Raumtemperatur ab und werden anschließend in Paletten bis zur Weiterverarbeitung gelagert.
Ein wichtiges Qualitätsmerkmal von extrudierten Kunststoffprofilen ist die Geradheit.
Kunststoffprofile, wie z. B. Hohlkammerprofile für Fensterprofile, weisen oft einen im Wesentlichen symmetrischen Querschnitt auf. Solche Kunststoffprofile können mit der gewünschte Geradheit herstellt werden, wenn die Kalibratorblöcke und die Kalibrierblenden über die gesamte Kalibrierlänge exakt entlang einer Geraden ausgerichtet sind (z. B. an Anschlagkanten, Zentrierbohrungen, einer freien Einstellung durch die aufgebrachte Zugkraft oder eine Linealvorrichtung) und die Abkühlung auf allen vier Hauptseiten des Kunststoffprofils mit jeweils gleicher Intensität erfolgt.
Kunststoffprofile mit asymmetrischem Aufbau, z. B. ein Hohlkammerprofil mit einem abstehenden, einwandigen Profilteil (z. B. einem Steg), neigen dazu, sich zu krümmen, wenn sie in einer „geraden Kalibrierung” abgekühlt werden. Der Grund liegt in der unterschiedlichen Abkühlgeschwindigkeit unterschiedlicher Teile des Kunststoffprofils: Das abstehende, einwandige Profilteil kühlt wesentlich schneller aus als der massivere Hohlkammerteil.
Im Zuge der Abkühlung verkürzen sich alle Dimensionen aufgrund des thermischen Ausdehnungskoeffizienten.
In dem Maße, wie sich der Hohlkammerteil nach dem Erreichen der Endlänge des einwandigen Profilteils verkürzt, verkrümmt sich das gesamte Kunststoffprofil, wenn dieses nicht durch äußere Kräfte gerade gehalten wird. D. h., asymmetrische Kunststoffprofile (im oben angeführten Sinne) erfordern über das ledigliche Abkühlen hinausgehende Maßnahmen, um nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wirklich gerade zu sein. Hierfür sind grundsätzlich mehrere Möglichkeiten bekannt.
Eine Möglichkeit zum Herstellen von geraden Kunststoffprofilen, wenn diese wegen Asymmetrie zum Verkrümmen neigen, ist ein „Gegenbiegen” im Bereich der Kalibrierungsvorrichtungen. D. h., in jenem Längsbereich der Kalibrierungsvorrichtung, in dem die Außenwände des Kunststoffprofils weitgehend abkühlen, werden die Kalibrierelemente (z. B. Kalibratoren oder Kalibrierblenden) gezielt schräg zu einer geraden Ausrichtung angeordnet, so dass das durchlaufende Kunststoffprofil einer gekrümmten Linie folgt. Dadurch wird das Kunststoffprofil in einer gekrümmten Form abgekühlt.
Die künstlich hervorgerufene Krümmung ist dabei so gewählt, dass diese der Krümmung genau entgegengesetzt ist, die sich beim Abkühlen des Kunststoffprofils ergeben würde. Im Endergebnis führt das Abkühlen somit zu einer Kompensation der gezielt aufgebrachten Krümmung und führt zu einem geraden Kunststoffprofil.
Das Gegenbiegen ist somit das gezielte Aufbringen einer ersten Verformung vor der Abkühlung des Kunststoffprofils, wobei die zweite Verformung durch die Abkühlung die erste Verformung kompensiert und zu einem geraden Kunststoffprofil führt.
Die erste Verformung wurde im obigen Fall durch ein Schrägstellen der Trockenkalibrierung, sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung, gegenüber der Nasskalibrierung erreicht. Ein Schrägstellen von Kalibratoren innerhalb der Trockenkalibrierung wird z. B. in der WO 2006096898 A1 beschrieben.
Es besteht die Aufgabe, einfache und effiziente Vorrichtungen und Verfahren zur gezielten Verformung von extrudierten Kunststoffprofilen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dabei dient eine Verstellvorrichtung zur gezielten räumlichen Einstellung mindestens eines Kalibrierelements in einer Kalibrieranlage, wobei dem extrudierten Kunststoffprofil während der Kalibrierung durch das mindestens eine Kalibrierelement eine vorbestimmte Krümmung aufprägbar ist. Eine aufwändige schräge Anordnung von Teilen der gesamten Kalibrieranlage kann damit entfallen. Die gezielte Verformung kann genau an den Stellen erfolgen, an denen die beste Wirkung erzielbar ist.
Vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine Kalibrierelement als Kalibrierblende oder Tankkalibrator zur Stützung des Kunststoffprofils ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist es, wenn die Extrusionsrichtung des mindestens einen Kalibrierelements gegenüber der Extrusionsachse als lineare Fortsetzung der Extrusionsdüse abweicht, insbesondere versetzt und/oder winklig angeordnet ist. Diese Abweichungen sind dazu geeignet, die Verkrümmung im extrudierten Kunststoffprofil zu erzeugen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Verstellvorrichtung mindestens eine Verschiebemöglichkeit quer zur Extrusionsrichtung und/oder eine Verschwenkmöglichkeit aus der Ebene der Extrusion heraus auf, wobei insbesondere ein manuell betätigbarer Verstellhebel für mindestens eine der Verstellmöglichkeiten vorgesehen ist. Durch die Verwendung mindestens einer Skala zur Identifikation und/oder Einstellung der geometrischen Position des mindestens einen Kalibrierelementes kann auf einfache und reproduzierbare Weise eine Krümmung eingestellt werden.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn mindestens zwei Kalibrierelemente in Extrusionsrichtung hintereinander gelenkig und/oder verschieblich miteinander verbunden sind, wobei die gelenkige Verbindung insbesondere zwei rotatorische Freiheitsgrade erlaubt. Dadurch können die Kalibrierelemente sehr genau auf die Krümmung eingestellt werden, die für die erste gezielte Verformung benötigt wird. Die zweite Verformung tritt dann beim Abkühlen des extrudierten Kunststoffprofils ein.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das in Extrusionsrichtung erste und/oder letzte Kalibrierelement mit einer Wandung eines Vakuumtanks gelenkig und/oder verschieblich verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist das mindestens eine Kalibrierelement mit einem durch die Verstellvorrichtung, insbesondere durch eine manuell betätigbare Verstellvorrichtung, verstellbaren Biegeträger zur Definition einer Krümmung im Extrusionsprofil verbunden. Ein Biegeträger kann z. B. manuell einfach auf eine komplexe Raumkrümmung eingestellt werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Biegesteifigkeit des Biegeträgers mindestens abschnittsweise fünf- bis fünfzigmal so groß ist, wie die des extrudierten Kunststoffprofils. Mit diesen Biegesteifigkeiten kann eine stabile Ausrichtung der Kalibrierelemente erreicht werden. Dazu kann es vorteilhaft sein, wenn der Querschnitt des Biegeträgers entlang einer Längserstreckung und/oder die Biegesteifigkeit mindestens abschnittsweise variabel ist. Damit kann die Verformung des Biegeträgers gezielt beeinflusst werden. Z. B. setzt der Biegeträger in Bereichen mit großem Querschnitt einer Verformung einen größeren Widerstand entgegen.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur gezielten Verformung, insbesondere zum Gegenbiegen eines extrudierten Kunststoffprofils, gelöst.
Dabei wird eine erste Verformung, insbesondere eine Krümmung, auf das extrudierte Kunststoffprofil mittels einer Verstellvorrichtung aufgebracht und dient zur gezielten räumlichen Einstellung mindestens eines Kalibrierelements in einer Kalibrieranlage. Vorteilhaft ist es, wenn nach dem Aufbringen der ersten Verformung das Kunststoffprofil abgekühlt wird, wobei auf Grund der Abkühlung eine zweite Verformung eintritt, die der ersten Verformung entgegengesetzt ist, so dass ein im Wesentlichen gerades Kunststoffprofil vorliegt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen und Figuren beispielhaft dargestellt. Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht eines Kunststoffprofils mit der Eigenschaft, sich beim Erstarren zu verkrümmen;
1A: eine perspektivische Ansicht des Kunststoffprofils aus 1 nach der Verkrümmung;
2: eine perspektivische Ansicht eines Kalibrierelements auf einer Basisplatte;
3 Seitenansicht eines Vakuumtanks mit einander verbundenen Kalibrierelementen auf Basisplatten;
4 eine Draufsicht auf den Vakuumtank gemäß 3;
5 eine perspektivische Ansicht des Vakuumstanks mit fünf Kalibrierelementen auf Basisplatten;
6 eine perspektivische Darstellung einer Verstellvorrichtung für eine Basisplatte;
7 eine Detailansicht der 6 mit einer Skala für die Einstellung der Verstellvorrichtung;
8 eine perspektivische Darstellung eines Kalibrierblendenträgers mit zwei Blenden als weitere Ausführungsform;
9 eine Ansicht des Kalibrierblendenträgers nach 8 mit einer Befestigungsvorrichtung;
10 eine Seitenansicht eines Vakuumtanks mit einer Ausführungsform mit Biegeträger im Ausgangszustand;
11 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß 10 mit einem Biegeträger und einer Verstellvorrichtung im ausgelenkten Zustand;
12 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß 11, ohne Kunststoffprofil;
13 eine perspektivische Darstellung einer Verstellvorrichtung für einen Biegeträger;
14 eine Ausführungsform mit der Darstellung einer Extrusionsbahn in Seitenansicht;
15 eine weitere Ausführungsform mit einer Darstellung der Extrusionsbahn in Seitenansicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gegenbiegen mittels mindestens einer Verstellvorrichtung 50 innerhalb einer Kalibrierungsvorrichtung, insbesondere einer Nasskalibrierung. Im Weiteren werden Ausführungsformen in Bezug auf eine Nasskalibrierung beschrieben.
Die Stützelemente für das Kunststoffprofil 10 innerhalb des mindestens einen Vakuumtanks werden gezielt aus der üblicherweise fluchtenden Anordnung verschoben oder schräg gestellt, so dass das Kunststoffprofil 10 innerhalb des mindestens einen Vakuumtanks einer gekrümmten Linie folgen muss.
Im Folgenden werden einige Begriffsdefinitionen eingeführt, die im Zusammenhang mit den 14 und 15 noch näher erläutert werden.
Unter der Extrusionsrichtung E wird die Richtung verstanden, mit der das Kunststoffprofil 10 durch die Kalibrierstrecke läuft.
Unter der Extrusionsachse A wird der Weg verstanden, den der Schwerpunkt des Querschnittes des Kunststoffprofils 10 bei der üblicherweise linearen Anordnung der Kalibrierelemente 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 29 durchwandert.
Unter der Extrusionsbahn B wird der Weg verstanden, den der Schwerpunkt des Querschnittes des Kunststoffprofils 10 tatsächlich durchwandert.
Die Extrusionsbahn B kann durchgehend koaxial zur Extrusionsachse A verlaufen (bei linearer Anordnung der Kalibrierelemente) oder von dieser bereichsweise abweichen (bei einer Auslenkung des Profils im Sinne einer aufgezwungenen Verkrümmung gemäß der vorliegenden Erfindung).
Ein Einstellungsparameter für eine Vorrichtung und ein Verfahren zur gezielten Verformung eines Kunststoffprofils 10 ist, an welcher Längsposition der Kalibrierstrecke ein Gegenbiegen erfolgt.
Erfolgt das Gegenbiegen im – in Extrusionsrichtung E gesehen – vordersten Bereich des Vakuumtanks 40, also knapp nach dem Eintreten des Kunststoffprofils 10 in die Nasskalibrierung, ist der Effekt nicht so groß. Das Kunststoffprofil 10 weist an dieser Stelle eine dünne, bereits erkaltete Außenschicht und einen noch schmelzflüssigen Kunststoff im Inneren auf.
Die Schmelze wird daher nur kurzzeitig gedehnt und/oder gestaucht und folgt mehr oder weniger widerstandslos dieser Verformung. Kommt es dann zur Verfestigung der Innenseite von den Außenwänden des Kunststoffprofils 10, ist das Kunststoffprofil 10 bereits wieder gerade ausgerichtet und von der vorherigen Verkrümmung nur ein kleiner Effekt bewirkt.
Erfolgt das Gegenbiegen im – in Extrusionsrichtung E gesehen – hinteren Bereich der Nasskalibrierung, sind alle Außenwände bereits verfestigt. Durch das Krümmen werden die verfestigten Bereiche nur kurzzeitig elastisch gedehnt oder gestaucht, um nach Wegfall der erzwungenen Krümmung zurück zu federn. Auch dadurch wird nur ein kleiner Effekt hinsichtlich Geraderichtens bewirkt.
Der größte Effekt wird erreicht, wenn die erste Verformung durch das Gegenbiegen in jenem Bereich aufgebracht wird, in dem die innere Schicht der Kunststoffprofil-Außenwände gerade erstarrt. Genau dieser Krümmungszustand, allerdings in abgeschwächter Form, wird „eingefroren”.
Je schneller ein bestimmtes Kunststoffprofil 10 extrudiert wird, umso länger muss die Kalibrierstrecke sein, um das Kunststoffprofil 10 ausreichend abzukühlen. Das bedeutet auch, dass das Erstarren der inneren Schicht in Extrusionsrichtung E „weiter hinten” erfolgt.
Die effektivste Position für das Gegenbiegen entlang der Längsrichtung der Nasskalibrierung hängt also außer von den bekannten Faktoren zusätzlich von der Extrusionsgeschwindigkeit ab. Im Zuge der Produktivitätssteigerungen wird die Extrusionsgeschwindigkeit ständig erhöht. Dem trägt diese Erfindung Rechnung, weil das Gegenbiegen nunmehr innerhalb der Nasskalibrierung an beliebigen Stellen durchgeführt werden kann.
Grundsätzlich ist es möglich, ein Gegenbiegen in alle zwei Raumrichtungen gleichzeitig durchzuführen. Auch ist es grundsätzlich möglich, wenn in der Praxis wahrscheinlich eher selten, dass die erste Verformung und die entgegengesetzte zweite Verformung zusätzlich oder allein eine Verdrehung aufweisen.
Bei üblichen Kalibrierungen ist ein Biegen in nur eine Richtung grundsätzlich möglich: Der Einlaufbereich, hier die Trockenkalibrierung, und der Auslaufbereich des Kunststoffprofils 10, hier die hinteren Vakuumtanks 40, sind normalerweise in Extrusionsrichtung E fluchtend angeordnet. Wird nunmehr im Sinne des Gegenbiegens eine Krümmung eines Kalibrierbereiches z. B. nach rechts gewünscht, so muss zwangsweise vor oder nach diesem Bereich auch eine Krümmung in die Gegenrichtung, also nach links, erfolgen, um einen geschlossenen Linienzug von vorne bis hinten beizubehalten.
Als besonders zweckmäßig hat sich herausgestellt, wenn man die „Hauptkrümmung”, also die Krümmung, welche man dem Kunststoffprofil 10 aufzwingen will, und die entgegensetzt zur Krümmung des Kunststoffprofils 10, welche ohne besondere Maßnahmen eintreten würde, gerichtet ist, auslaufseitig im Biegebereich anordnet. Einlaufseitig im Biegebereich liegt dabei auch eine zur Hauptkrümmung entgegengesetzte Krümmung. Der Effekt dieser Krümmung ist schwächer ausgeprägt als jener der Hauptkrümmung, weil einlaufseitig noch „mehr Schmelze vorliegt”, welche weniger stark die erzwungenen Längsverformungen dauerhaft aufnehmen kann. Die Hauptkrümmung muss daher auch deutlich stärker ausgebildet sein als die „entgegengesetzte” Biegung des unbehandelten Kunststoffprofils 10 wäre, weil immer auch innere Spannungen aus bereits vor der Hauptkrümmung abgekühlten Bereichen und aus den erst danach abkühlenden Bereichen überlagert werden.
Im Folgenden werden anhand der in 14 und 15 dargestellten Ausführungsbeispiele die tatsächliche Extrusionsbahn B und die idealisierte Extrusionsachse A beschrieben. Die dabei verwendeten Maßangaben sind lediglich beispielhaft und geben typische Verhältnisses einer Extrusion wieder.
In 14 ist die Extrusionsbahn B eines Kunststoffprofils 10 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt, wobei die Extrusionsbahn B in fünf Abschnitten I bis V unterschiedliche Krümmungen aufweist.
Der Pfeil kennzeichnet die Extrusionsrichtung E. Die Extrusionsbahn B beginnt, wenn die viskose Kunststoffmasse die Düse verlässt. In diesem Beispiel verläuft die Extrusionsbahn B in Zone I zunächst ca. 1 m gerade, kollinear zur Extrusionsachse A. Danach krümmt sich die Bahn in Zone II in einem Längsbereich von ca. 400 mm nach unten, dann in Zone III über eine Länge von ca. 400 mm nach oben. In Zone IV, ca. 2 m lang, krümmt sich die Bahn wiederum nach unten, um danach in Zone V wieder koaxial zum Bereich I gerade zu verlaufen.
Bevorzugt wird die zweite Verformung, d. h. das Gegenbiegen innerhalb der Zone IV dem Kunststoffprofil 10 aufgeprägt, d. h. die Längsposition der Zone IV ist so zu wählen, dass während des Durchlaufens des Kunststoffprofils 10 durch diese Zone die Wand an der Innenseite (= Begrenzung der Hohlkammer) erstarrt.
Das gezielte Aufbringen der zweiten Verformung, d. h. des Gegenbiegens, erfolgt tendenziell auch in Zone II. Da beim Durchlaufen dieses Bereichs jedoch der innere Wandbereich noch schmelzflüssig ist, wird diese Krümmung nicht dauerhaft „eingefroren”. Die Krümmung in Zone III ist zur gewünschten Krümmung entgegengesetzt gerichtet. Diese Krümmung wird dem Kunststoffprofil ebenfalls nicht aufgeprägt, weil auch hier der innere Wandbereich noch unzureichend eingefroren wird.
Die Verformung in den Zonen II und III ist somit als vorbereitend für die Verformungen in der Zone IV anzusehen; Zone II ist im selben Sinne gekrümmt, Zone III im entgegengesetzten Sinne.
Prinzipiell ist auch eine andere Zoneneinteilung möglich, welche bei Verwendung eines Biegeträgers, wie später erläutert wird, Vorteile bietet. In 15 sind die Zonen I und II weitgehend identisch zur in 14 dargestellten Ausführungsform.
Die Krümmung in Zone II weist tendenziell einen kleineren Radius auf. Hier soll jedoch die zweite Verformung (Krümmung) in der Zone III dem Kunststoffprofil aufgeprägt werden. Diese Zone ist länger ausgebildet als in der Ausführungsform der 15, weil das Erstarren der Innenseite der Wand in diesem Bereich weitgehend abgeschlossen werden soll. Die dem Kunststoffprofil 10 aufgezwungene Krümmung erfolgt in dieser Darstellung „nach oben”, entgegengesetzt wie zuvor beschrieben.
Da auch hierbei ein Einschwenken in die Extrusionsachse erforderlich ist, was in der vergleichsweise kurzen Zone IV erfolgt, ist auch das Durchlaufen eines Bereichs mit einer Krümmung „nach unten” erforderlich. Diese Krümmung prägt sich aber nur untergeordnet auf das Profil auf, weil die Erstarrung der Wand in Zone III bereits weitgehend abgeschlossen sein sollte und sich die Krümmung der Zone IV weitgehend im elastischen Bereich auswirkt, d. h. die unerwünschte Krümmung federt elastisch wieder zurück.
Im Folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, wobei zunächst anhand von 1 und 1A das grundlegende Problem der Verformung dargestellt wird.
In 1 ist ein Teil eines extrudierten Kunststoffprofils 10 mit der Eigenschaft zum unerwünschten Verkrümmen dargestellt. Der Pfeil E gibt die Extrusionsrichtung an. Unterhalb des Hohlkammebereichs 1 ist ein Profilteil als einwandiger Steg 2 angeordnet.
Das einwandige Profilteil 2 des Kunststoffprofils 10 kühlt relativ zum Hohlkammerbereich 1 rasch ab und bildet eine charakteristische Länge in Längsrichtung aus.
Der Hohlkammerbereich 1 kühlt vergleichsweise dazu langsamer ab. Solange die Temperatur über der Verfestigungstemperatur des verwendeten Kunststoffes (z. B. PVC) liegt, folgt die Schmelze der Länge des einwandigen Profilteils 2. Bis zur Abkühlung des gesamten Kunststoffprofils 10 auf Raumtemperatur verkürzt sich der Hohlkammerbereich 1 weiter. Letztendlich ist bei Raumtemperatur der Hohlkammerbereich 1 kürzer als der des einwandigen Profilteils 2. Das Kunststoffprofil 10 ist daher insgesamt zur Seite des Hohlkammerbereichs 1 hin gekrümmt.
Dies ist in 1A schematisch dargestellt: Der Hohlkammerteil 1 hat das untere einwandige Profilteil 2 nach oben gezogen.
In 2 ist eine erste Ausführungsform dargestellt, bei der ein Kalibrierelement 20 auf einer Basisplatte 30 angeordnet ist. Dabei sind in der dargestellten Ausführungsform Innenflächen alle kollinear angeordnet. Grundsätzlich ist es möglich, dass die Innenflächen auch gekrümmt ausgebildet sind.
Das Kalibrierelement 20 ist so ausgebildet, dass es ein Kunststoffprofil 10, wie in 1 dargestellt, aufnehmen kann. Das Kalibrierelement 20 und die Basisplatte 30 werden, wie noch dargestellt werden wird, in die Nasskalibrierung einer Extrusionsanlage (aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt) eingesetzt. Die Extrusionsrichtung E ist durch einen Pfeil dargestellt.
Das Kalibrierelement 20 weist in dieser Ausführungsform innenliegende Kalibrierflächen auf, welche an die äußeren Konturen des Kunststoffprofils 10 (hier nicht dargestellt) angepasst sind.
Typischerweise weist das Kalibrierelement 20 eine Wanddicke etwa zwischen 2 und 4 mm auf, um eine gute Wärmeleitung aus dem Kunststoffprofil 10 in das umgebende Kühlwasser zu bewirken. Grundsätzlich können die Wanddicken in bestimmten Bereichen, die dem Einsatzzweck angepasst sind, gewählt werden.
Die Basisplatte 30 ist dabei so gestaltet, dass mehrere Basisplatten 30 der gleichen oder einer ähnlichen Ausbildung zu einer Art Kette verbunden werden können, so dass mehrere Basisplatten 30 (und damit Kalibrierelemente 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) in Längsrichtung hintereinander anordbar sind.
Auf den Basisplatten 30 sind jeweils Kalibrierelemente 20 für das gleiche Kunststoffprofil 10 angeordnet. In 2 ist schematisch ein Verbindungselement 36 (hier u. a. eine Anlenköse) auf der Basisplatte 30 dargestellt, mit dem eine Verbindung zu anderen Basisplatten 30 herstellbar ist. Am anderen Ende der Basisplatte 30 ist eine Nut angeordnet, die mit einem entsprechenden Vorsprung auf einer anderen Basisplatte 30 in Eingriff kommen kann. In 3 ist eine Ausführungsform mit einer solchen Verbindung zwischen den Basisplatten 30 dargestellt.
Dies bedeutet, dass die einzelnen Basisplatten 30 (und damit auch die Kalibrierelemente 20) einer Kette untereinander eine definierte Beweglichkeit z. B. um bestimmte Drehachsen aufweisen.
Die Verbindungselemente 36 der Basisplatten 30 können dabei eine Funktion wie z. B. ein Kardangelenk mit einer arretierten Verdrehrichtung oder ein Kreuzgelenk mit zwei Freiheitsgraden aufweisen. Zwei in Extrusionsrichtung E hintereinander angeordnete Basisplatten 30 sind damit in Längsrichtung gelenkig verbunden. Sie können in zwei Hauptrichtungen, hier horizontal (Drehwinkel φ₁) und vertikal (Drehwinkel (φ₂), gegeneinander in einem Winkelbereich von etwa 0 bis 20° verschwenkt werden. Ein Verdrehen um die Längsachse (d. h. um eine Achse in Extrusionsrichtung E) ist bei dieser Ausführungsform nicht möglich.
Das zusätzliche Verdrehen benachbarter Kalibrierelemente 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 ist technisch ebenfalls möglich, ist aber weitgehend bei der Profilextrusion häufig nicht notwendig, weil sich Profile zwar häufig verkrümmen, aber kaum um eine Längsachse verdrehen. Werden die hintereinander angeordneten Kalibrierelemente 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 in der „entscheidenden Längszone” systematisch um wenige Grade verdreht, so wird auch diese Verdrehung zumindest teilweise eingefroren. Damit können Profile hergestellt werden, welche einen leichten Längsdrall aufweisen oder es kann einem unerwünschten Längsdrall entgegengewirkt werden.
Alternative Verbindungselemente 36 weisen elastische Teile z. B. aus Kunststoff oder Metall auf.
In den 3 bis 5 sind unterschiedliche Ansichten einer Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt. Die Seitenwände des Vakuumtanks 40 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit durchsichtig dargestellt.
In 3 ist eine Seitenansicht dargestellt, wobei das hier nicht dargestellte Kunststoffprofil 10 von links in Extrusionsrichtung E in den Vakuumtank 40 eintritt.
Die erste Basisplatte 31 ist eingangsseitig gelenkig an den Vakuumtank 40 gekoppelt, so dass sie in zwei Raumrichtungen verschwenkbar ist. In 3 ist erkennbar, dass die erste Basisplatte 31 nach unten geneigt ist, in der Draufsicht der 4 ist erkennbar, dass die erste Basisplatte 31 zusätzlich eine leichte Neigung nach rechts aufweist.
Jede weitere Basisplatte 32, 33, 34, 35 ist – in Extrusionsrichtung E gesehen – an die vorhergehende Basisplatte 31, 32, 33, 34 gekoppelt. Die letzte Basisplatte 35 ist ausgangsseitig wiederum beweglich an den Vakuumtank 40 gekoppelt, hier allerdings zusätzlich zur gelenkigen Verbindung auch mit einer Verschiebemöglichkeit in Extrusionsrichtung E, um Längenänderungen infolge diverser Auslenkungen ausgleichen zu können.
An jede Basisplatte ist ausgangsseitig eine hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte Verstelleinrichtung 50 gelenkig angekoppelt (siehe 6 und 7), damit die Position des ausgangsseitigen Endes der Basisplatten festgelegt werden kann. Da die Basisplatten eine Kette bilden, kann mit den einzelnen Verstelleinrichtungen ein gewünschter, geschlossener Linienzug der Basisplatten eingestellt werden, wodurch die Krümmung der Extrusionsbahn B gezielt einstellbar ist. Die Krümmung ist hier insbesondere als eine Abweichung von der Extrusionsachse A zu verstehen. Es ergibt sich daher – als Folge der abschnittweisen Anpassung der Krümmung – für das Kunststoffprofil 10 ein „harmonischer Kurvenverlauf” (insbesondere knickfreier Verlauf) der auf den Basisplatten 31, 32, 33, 34, 35 aufgesetzten Kalibrierelementen 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28. Das durchlaufende Kunststoffprofil 10 wird zwischen den Kalibrierelementen 21, 22, 23, 24, 25 mit vergleichsweise großen Radien gekrümmt, ein „stufenartiger Versatz” im Kunststoffprofil 10 wird vermieden.
Es ergibt sich daher – trotz der abschittsweisen Anpassung der Krümmung für das Kunststoffprofil 10 – ein „harmonischer Kurvenverlauf” (insbesondere knickfreier Verlauf) der auf den Basisplatten 31, 32, 33, 34, 34 aufgesetzten Kalibrierelemente 21, 22, 23, 24, 25. Das durchlaufende Kunststoffprofil 10 wird zwischen den Kalibrierelementen 21, 22, 23, 24, 25 mit vergleichsweise großen Radien gekrümmt, ein „stufenartiger Versatz” im Kunststoffprofil 10 wird vermieden.
In anderen Ausführungsformen sind mehr als eine Basisplatte 31, 32, 33, 34, 35 mit einer Verstellvorrichtung 50 gekoppelt (siehe 11, 12). Wenn nur eine Verstellvorrichtung 50 vorhanden ist, so ist es nicht zwingend, dass diese an der letzten Basisplatte 35 angreift; es ist durchaus möglich, dass die Verstellvorrichtung 50 an eine Basisplatte 31, 32, 33, 34, 35 in der Mitte oder dem Anfang des Vakuumtanks 40 angreift. Da die Basisplatten 31, 32, 33, 34, 35 untereinander gelenkig verbunden sind, wird die Bewegung von einer Basisplatte 31, 32, 33, 34, 35 auf die jeweils anderen Basisplatten 31, 32, 33, 34, 35 übertragen.
Es ist auch nicht zwingend, dass die Verstellvorrichtung 50 jeweils an den Basisplatten 31, 32, 33, 34, 35 angreift. Vielmehr ist auch möglich, dass die Verstellvorrichtung 50 zumindest teilweise an den Kalibrierelementen 21, 22, 23, 24, 25 angreift.
In den 6 und 7 sind Einzelheiten einer mechanischen Ausführungsform der Verstellvorrichtung 50 dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind der Vakuumtank 40, die Basisplatten 31, 32, 33, 34, 35 und die Kalibrierelemente 21, 22, 23, 24, 25 hier nicht dargestellt.
Der Verstellhebel 51 greift mit zwei Zapfen 52, 53 in einen Schlitz am – in Extrusionsrichtung E – Ende der Basisplatte 31, 32, 33, 34, 35 ein. Wird das Hebelsystem axial (siehe Pfeil A) verschoben, dann wird das ausgangsseitige Ende der Basisplatte 31, 32, 33, 34, 35 seitlich verschoben. Diese Auslenkung führt zu einer horizontalen Verschiebung der Basisplatten 31, 32, 33, 34, 35, wie sie z. B. in 4 erkennbar ist.
Wird der Verstellhebel 51 verdreht (Winkel α), so wird das Ende der Basisplatte 31, 32, 33, 34, 35 angehoben bzw. abgesenkt. Dies führt zu den vertikalen Auslenkungen, wie sie z. B. in 3 erkennbar sind.
Insgesamt kann somit durch die axiale Verschiebung AX eine Auslenkung des Kunststoffprofils quer zur Extrusionsachse A erreicht werden. Die Verschwenkung α führt zu einer vertikalen Auslenkung des Kunststoffprofils 10 aus der Ebene der Extrusionsachse A heraus.
Der Lagerbock 54 für das Hebelsystem ist im Bereich der Seitenwand angeordnet und gegenüber dieser abgedichtet. Die Welle des Hebelsystems ist in diesem Lagerbock 54 axial verschiebbar und verdrehbar gelagert und ebenfalls flüssigkeitsdicht eingebettet.
Auf der Welle und auf dem Lagerbock 54 sind Skalen 55, 56, angeordnet, so dass die Stellung des Hebelsystems (und damit die Stellung der damit gekoppelten Basisplatte 31, 32, 33, 34, 35) abgelesen werden kann. Anhand dieser Messwerte ist später eine Wiedereinstellung der einmal aufgefunden Positionierung der Basisplatten möglich.
Die in 6 und 7 dargestellte Ausführungsform des Hebelsystems ist mechanisch von Hand verstellbar, was im Rahmen der Fertigung durchaus Vorteile bietet. Alternativ ist mindestens ein Teil der Verstellvorrichtung 50 hydraulisch, motorisch oder pneumatisch angetrieben. Durch Weg- und Winkelsensoren könnte die Position der Basisplatte 31, 32, 33, 34, 35 erfasst oder eingestellt werden. Durch einen damit gekoppelten Rechner könnten bestimmte geometrische Formen eingestellt werden. Auch könnte die Verstellvorrichtung 50 mit einer automatischen Regelung betrieben werden, so dass die Einstellung sich während der Extrusion automatisch ändert.
Anstelle oder in Kombination mit den Kalibrierelementen 21, 22, 23, 24, 25 können Kalibrierblenden als Kalibrierelemente 21, 22 eingesetzt werden, wie sie beispielsweise in 8 dargestellt sind. Diese werden auf Basisplatten 30 angeordnet, wie sie z. B. in 9 dargestellt ist. Diese Ausführungsform wird im Folgenden zusammen mit den 10 und 11 erläutert.
Die Kalibrierblenden 21, 22 erfüllen prinzipiell den gleichen Zweck wie die Kalibrierelemente 21, 22, 23, 24, 25 in der Ausführungsform gemäß 1 bis 5, wobei sie das Kunststoffprofil nur über einen kleinen Längsbereich unterstützen.
Die Basisplatten 31, 32, 33, 34, 35 können hier einfacher gestaltet sein als bei der Ausführungsform gemäß der 1 bis 3, wenn eine andere Art der Verbindung der Basisplatten 31, 32, 33, 34, 35 gewählt wird. Die in 10 bis 12 dargestellte Ausführungsform weist acht Kalibrierblenden 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 als Kalibrierelemente auf, die alle über einen verformbaren, insbesondere elastischen Biegeträger 70 miteinander gekoppelt sind und in einem Vakuumtank 40 angeordnet sind.
In 10 ist das Kunststoffprofil 10 eingezeichnet, das in Extrusionsrichtung E durch die Kalibrierblenden 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 geführt wird. Durch die Kopplung über den Biegeträger 70 ist es nicht notwendig, einzelne Verbindungselemente 36 vorzusehen.
Die Kalibrierblenden 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 werden auf den Biegeträger 70 aufgesetzt. Dieser Biegeträger 70 übernimmt die Aufgabe, mehrere Kalibrierblenden 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 entlang einer harmonischen (d. h. knickfreien), räumlich verlaufenden Kurve anzuordnen. Wie zuvor sind hier wieder Auslenkungen in zwei Raumrichtungen möglich, um eine komplexe erste Verformung des Kunststoffprofils zu erreichen.
Im Ausgangszustand (siehe 10) ist im Vakuumtank 40 ein gerader Biegeträger 70 eingebaut. Mit dem Biegeträger 70 sind fünf Basisplatten 31, 32, 33, 34, 35 verbunden, auf die insgesamt acht Kalibrierblenden 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 aufgesetzt sind. Nicht jede Basisplatte 31, 32, 33, 34, 35 ist dabei mit je zwei Kalibrierblenden 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 versehen.
Alle Kalibrierblenden 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 sind fluchtend entlang der Extrusionsachse ausgerichtet. Das in 10 und 12 (nicht in 11) dargestellte Kunststoffprofil 10 läuft durch alle Kalibrierblenden 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 hindurch.
Der Biegeträger 70 weist eine mäßige Biegesteifigkeit auf, so dass er z. B. mit Handkraft räumlich verbogen werden kann. Prinzipiell kann der Biegeträger 70 aus Kunststoff bestehen wie z. B. Polyethylen oder PVC, oder auch aus Metall, z. B. Stahl, oder glasfaserverstärkten Kunststoffen. Auch Verbundwerkstoffe sind denkbar. Grundsätzlich können auch typische Elektrokabel mit einem Außendurchmesser zwischen 20 und 40 mm als Biegeträger 70 verwendet werden.
Dabei muss darauf geachtet werden, dass die Biegesteifigkeit des Biegeträgers 70 in Anbetracht der Anzahl der Unterstützungsstellen nicht zu gering ist (dann weicht die Extrusionsbahn B unkontrollierbar vom gewünschten harmonischen Verlauf ab) und nicht zu groß ist (dann erfordert das Verstellen unnötigerweise sehr große Kräfte, welche dann nicht mehr von Hand aufgebracht werden können).
Der Querschnitt des Biegeträgers 70 ist dabei vorteilhafterweise so bemessen, dass die Biegesteifigkeit (Biegesteifigkeit = Trägheitsmoment × E-Modul) ein Verbiegen des Biegeträgers 70 mit Handkraft erlaubt. Dabei sollten etwa Auslenkungen aus der Ausgangsstellung bis zu 50 mm erreicht werden können.
Andererseits sollte die Biegesteifigkeit des Biegeträgers 70 vorzugweise höher sein, als jene des herzustellenden Kunststoffprofils 10. Bevorzugt ist die Biegesteifigkeit des Biegeträgers 70 fünf- bis fünfzig-mal so groß wie jene des Kunststoffprofils 10.
Im Ausgangszustand weist der Biegeträger 70 eine lineare Form auf. Vorteilhafterweise ist der Biegträger 70 mit zwei unterschiedlichen Einspannungen der Enden ausgebildet Einlaufseitig (in 10, 11 12 jeweils links) wird der Biegeträger 70 fest eingespannt, er weist sozusagen ein „Festlager auf”. Das heißt, beim Biegen knickt er nicht an der Einspannstelle ab, sondern krümmt sich.
Ausgangsseitig ist der Biegeträger 70 in Längsrichtung verschiebbar gelagert, aber ebenfalls axial fest ausgerichtet, parallel zur Extrusionsachse A. Dies ist zweckmäßig, um Längenänderungen infolge unterschiedlicher Auslenkungen ausgleichen zu können.
Zwei Verstellvorrichtungen 40, 41 erlauben eine Auslenkung des Biegeträgers 70 in vertikaler und in horizontaler Richtung. Die Verstellvorrichtungen 40, 41 sind hier ähnlich ausgebildet, wie dies in 6 und 7 beschrieben wurde. Grundsätzlich können aber auch andere Gestaltungen verwendet werden.
In Abhängigkeit von der Längsposition der Verstellvorrichtung 40, 41 und der Art der Einspannung der Biegeträgerenden ergibt sich ein charakteristischer, knickfreier, räumlicher Kurvenverlauf des Biegeträgers 70.
Abhängig davon bilden auch die Kalibrierblenden 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 diesen Kurvenverlauf nach und zwingen dem Kunststoffprofil 10 eine Krümmung auf. Das Kunststoffprofil 10 erstarrt zumindest teilweise in einer verkrümmten Form, welche letztendlich – nach den eingangs beschriebenen Vorgängen beim Abkühlen – zu einem geraden Kunststoffprofil 10 führt.
In einer alternativen Ausführungsform können die Enden des Biegeträgers 70 auch gelenkig gelagert werden, analog wie dies bei der kettenartigen Anordnung von starren Basisplatten 31, 32, 33, 34, 35 in den 3 bis 5 gezeigt wurde.
In diesem Fall kann durch das Verstellen ein Knicken des Biegeträgers 70 in der Lagerung erfolgen. Ist das Gelenk mittig zwischen den benachbarten Kalibrierelementen angeordnet, so erfolgt dennoch eine harmonische Biegung des Kunststoffprofils 10 ohne Auftreten eines störenden Versatzes.
Der Querschnitt des Biegeträgers 70 kann auch über die Länge unterschiedlich sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Biegeträger 70 stückweise aus Materialien mit unterschiedlicher Biegesteifigkeit ausgebildet sein.
Damit kann die Charakteristik der Krümmungslinie des Biegträgers 70 und damit auch des Kunststoffprofils 10 gezielt verändert werden. Je nach Lage der Krafteinleitungspunkte und dem sich daraus ergebenden Momentenverlauf kann bereichsweise ein annähernd kreisbogenförmiger Verlauf der Biegelinie bewirkt werden.
In 13 ist eine Verstellvorrichtung 40 für einen Biegeträger 70 perspektivisch dargestellt. Der Biegeträger 70 und andere Einheiten sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Diese Verstellvorrichtung 50 ist ähnlich gestaltet wie jene für die Basisplatten 30 (siehe 6 und 7). Abweichend zu dieser greift die Verstellvorrichtung 50 hier mittels eines Kugelgelenkes an. Ein Zapfen des Kugelgelenkes ist fest mit dem Biegeträger 70 verbunden. Der Abstand des Kugelkopfes zur Verstellwelle ist variabel ausgeführt, um erzwungene Längenänderungen dieses Hebels ausgleichen zu können. Ein Abschnitt des Biegeträgers 70 kann daher durch die Verstellvorrichtung 50 in einem bestimmten Bereich positioniert werden. Da die Enden des Biegeträgers in einer bestimmten Position relativ zur Extrusionsachse A festgelegt sind, ergibt sich ein harmonischer Verlauf der Extrusionsbahn B.
Ein Vorteil einer Ausführungsform unter Verwendung eines Biegeträgers 70 ist, dass weniger Verstellvorrichtungen 50 erforderlich sind. Mit lediglich zwei Verstellvorrichtungen 50 kann der Krümmungsverlauf bei einer Tanklänge bis ca. 1500 mm mit ausreichender Genauigkeit und Wirksamkeit eingestellt werden. Für Tanklängen bis 3000 mm sind drei Verstelleinrichtungen 50 zweckmäßig. Sogar lediglich eine Verstelleinrichtung 50 lässt ein wirksames „Gegenbiegen” bei Tanklängen bis 3000 mm zu, wenn darauf geachtet wird, dass der Bereich der größten Auslenkung in axialer Richtung genau mit dem Bereich des Kunststoffprofils 10 zusammenfällt, in dem „gerade der Innenbereich der Außenwände” erstarrt.
Die gezeigten Verstellvorrichtungen 50 (6, 7 und 13) haben den Vorteil, dass die Verstellung während der Extrusion, also ohne Öffnen des Deckels des Vakuumtanks 40, vorgenommen werden kann. Das heißt, die Produktion wird beim Verstellen der Vorrichtung nicht unterbrochen. Außerdem sind die Einstellungen leicht reproduzierbar, falls der Vakuumtank 40 für die Produktion von unterschiedlichen Kunststoffprofilen 10 verwendet wird. Prinzipiell kann auf die komfortable Verstellung auch verzichtet werden, denn ein Verstellen erfolgt üblicherweise nur in der Anlaufphase eines Produktionslaufes. Sind die optimalen Einstellungen gefunden, ist eine Produktion über mehrere Tage ohne Störungen absehbar. Im einfachsten Fall ist es durchaus auch sinnvoll, eine Verstellung nur bei geöffnetem Tankdeckel des Vakuumtanks 40 vorzusehen, indem die Angriffspunkte für die Verstellvorrichtung 50 auf den Basisplatten 30 bzw. auf dem Biegeträger 70 durch Verschrauben mit Platten, Stangen oder Hebel z. B. relativ zum Boden, fixiert werden.
Darüber hinaus ist auch eine Fixierung der einzelnen Kalibrierblenden 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 mehr oder weniger frei im Tankraum möglich. Dafür sind Befestigungselemente zweckmäßig, welche ein horizontales und vertikales Justieren der einzelnen Kalibrierblenden 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 in Ebenen vertikal zur Extrusionsachse zulassen. Der Nachteil dieser Fixierung ist, dass das Einstellen der optimalen Positionen sehr zeitaufwändig ist, und dass fehlerhafte Justierungen, welche zu einem unzulässigen Versatz der Extrusionsbahn B und dadurch des Kunststoffprofils 10 führen, infolge Unachtsamkeit vorkommen können.
Bezugszeichenliste

1: Hohlkammerbereich
2: Einwandiges Profilteil
10: Kunststoffprofil
20: Kalibriervorrichtung
21–28: Kalibrierelement
30–35: Basisplatte
36: Verbindungselement
40: Vakuumtank
50: Verstellvorrichtung
51: Verstellhebel
52, 53: Zapfen an Verstellvorrichtung
54: Lagerbock
55, 55: Skalen an Verstellvorrichtung
70: Biegeträger
A: Extrusionsachse
B: Extrusionsbahn
E: Extrusionsrichtung
AX: Verschiebung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2006096898 A1 [0015]

Claims

Vorrichtung zur gezielten Verformung, insbesondere zum Gegenbiegen, eines extrudierten Kunststoffprofils in einer Nasskalibrierung, gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung (50) zur gezielten räumlichen Einstellung mindestens eines Kalibrierelements (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) in einer Kalibrieranlage, wobei dem extrudierten Kunststoffprofil (10) während der Kalibrierung durch das mindestens eine Kalibrierelement (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) eine vorbestimmte Krümmung aufprägbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kalibrierelement (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) als Kalibrierblende oder Tankkalibrator zur Stützung des Kunststoffprofils (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusionsbahn (B) des mindestens eine Kalibrierelements (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) gegenüber der Extrusionsachse (A) als lineare Fortsetzung der Extrusionsdüse bereichsweise abweicht, insbesondere mindestens eine Krümmung aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (50) mindestens eine Verschiebemöglichkeit und/oder Verschwenkmöglichkeit zur Verstellung mindestens eines Kalibrierelementes (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) in horizontaler und/oder vertikaler Richtung relativ zur Extrusionsachse A aufweist, insbesondere mittels eines manuell betätigbaren Verstellhebels (51) für beide Verstellmöglichkeiten.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (50) mindestens eine Skala zur Identifikation und oder Einstellung der geometrischen Position des mindestens einen Kalibrierelementes (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kalibrierelemente (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) in Extrusionsrichtung (E) hintereinander gelenkig, insbesondere durch ein elastisches Element und/oder verschieblich miteinander verbunden sind, wobei die gelenkige Verbindung insbesondere zwei rotatorische Freiheitsgrade erlaubt, jedoch Verdrehungen um die Extrusionsachse (A) weitgehend unterbindet.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in Extrusionsrichtung (E) erste und/oder letzte Kalibrierelement (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) mit einer Wandung eines Vakuumtanks (40) gelenkig und/oder verschieblich verbunden ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kalibrierelement (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) mit einem durch die Verstellvorrichtung (50), insbesondere durch eine manuell betätigbare Verstellvorrichtung (50), verstellbaren Biegeträger (70) zur Definition einer Krümmung im Extrusionsprofil (50) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegesteifigkeit des Biegeträgers (70) mindestens abschnittsweise fünf- bis fünfzigmal so groß ist, wie die des extrudierten Kunststoffprofils (10).
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Biegträgers (70) entlang einer Längserstreckung und/oder die Biegesteifigkeit mindestens abschnittsweise unterschiedlich ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierelemente (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) auf einem Biegeträger (70) als Tragkonstruktion angeordnet sind, welche unzulässige Orientierungen einzelner Kalibrierelemente (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) relativ zu den benachbarten Kalibrierelementen (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) weitgehend unterbindet.
Verfahren zur gezielten Verformung, insbesondere zum Gegenbiegen eines extrudierten Kunststoffprofils, gekennzeichnet durch ein Aufbringen einer ersten Verformung, insbesondere einer Krümmung, auf das extrudierte Kunststoffprofil (10) mittels einer Verstellvorrichtung (50) zur gezielten räumlichen Einstellung mindestens eines Kalibrierelements (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) in einer Kalibrieranlage.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der ersten Verformung das Kunststoffprofil (10) abgekühlt wird, wobei auf Grund der Abkühlung eine zweite Verformung eintritt, die der ersten Verformung entgegengesetzt ist, so dass ein im Wesentlichen gerades Kunststoffprofil vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verformung, insbesondere durch ein Gegenbiegen in jenem Bereich des Kunststoffprofils (10), aufgebracht wird, in dem die innere Schicht der Kunststoffprofil-Außenwände gerade erstarrt.