DE102015119328B4

DE102015119328B4 - Vorrichtung und damit durchführbares Verfahren zur Extrusion von Rohren mit kreisrundem Querschnitt

Info

Publication number: DE102015119328B4
Application number: DE102015119328.0A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2035-11-11
Also published as: DE102015119328A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein damit durchführbares Verfahren zur Extrusion von kreisrunden Rohren in einer Extrusionslinie mit einem Extruder, einer Kalibriervorrichtung, einem Prozessrechner und verschiedenen Messwertaufnehmern von Rohrparametern, mit einer Vakuumkalibrierhülse (1) der Kalibriervorrichtung mit einem zylindrischen Grundkörper (2) mit von einem Ende bis kurz vor dessen anderen Ende eingebrachten Längsschlitzen (3) und so erzeugten Laschen (22) mit freien Laschenenden (23) und mit einer Verstellvorrichtung für diese um die freien Laschenenden (23) herum, zur Verfügung gestellt, deren erzeugten Rohre keine schwerkraftbedingten Ovalitäten aufweisen, was dadurch erzielt wird, dass die Verstellvorrichtung (4) auf einzelne oder benachbarte Laschenenden (23) in radialer Richtung nach innen einwirkende Stellorgane aufweist, und dass durch alle Stellorgane gemeinsam ein von einem kreisrunden Querschnitt abweichender Querschnitt der Vakuumkalibrierhülse (1) mit einer Vorverformung einstellbar ist, mit der durch Schwerkrafteinflüsse hervorgerufene Ovalitäten des über den Transportweg durch die Extrusionslinie abkühlenden Rohres gezielt ausgleichbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein damit durchführbares Verfahren zur Extrusion von Rohren mit kreisrundem Querschnitt.
Eine solche Extrusion erfolgt bekanntermaßen in einer Extrusionslinie aus einem Extruder, einer Kalibriervorrichtung, einer Kühlvorrichtung und einem Abzug der fertigen Rohre, die des Weiteren mit einem Prozessrechner und verschiedenen Messwertaufnehmern der Rohrparameter ausgestattet ist.
Eine bekannte Kalibriervorrichtung, DE 10 2009 041 628 B4 , arbeitet mit einer verstellbaren Vakuumkalibrierhülse, mit deren Hilfe runde Kunststoffrohre in hoher Qualität mit exakten Wandstärken kontinuierlich geformt werden können, wobei sich jedoch innerhalb einer Extrusionslinie aufgrund von Schwerkrafteinflüssen auf das noch nicht vollständig erkaltete Material doch wieder Ovalitäten in einem Rohr einstellen können, die absolut unerwünscht sind, wobei eine nachträgliche Kalibrierung des fast erkalteten Materials auf der Oberfläche der Rohre sichtbare Spuren hinterlassen würde, die ebenfalls unterwünscht sind. Ein solches nachteiliges Verfahren und eine ebenso nachteilige Vorrichtung zum Stützen eines Kunststoffprofils hinter einer Kalibrierhülse sind auch aus der WO 2015/107 093 A1 bekannt, die allerdings ebenfalls erst nach Verlassen einer Kalibrierhülse Einfluss auf das Rohr nehmen können.
Bekannt ist des Weiteren eine zwar im Radius weit verstellbare Kalibrierhülse, DE 10 2010 045 251 A1 , die sogar mehrere Größensprünge von bekannten Standarddurchmessern abdecken kann, die allerdings ebenfalls eine nachgeschaltete Rundungskorrektur benötigt, wenn absolut runde Rohre erzeugt werden sollen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein damit durchführbares Verfahren zur Extrusion von kreisrunden Rohren zur Verfügung zu stellen, die keine schwerkraftbedingten Ovalitäten aufweisen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen der Patentansprüche 1 und 8 erfindungsgemäß aus deren kennzeichnenden Teilen.
Bei dem erfinderischen Verfahren, welches weiterhin in einer Extrusionslinie mit einem Extruder, einer Kalibriervorrichtung, einer Kühlvorrichtung und einem Abzug durchgeführt wird, zu der des Weiteren ein Prozessrechner mit verschiedenen Messwertaufnehmern der Rohrparameter gehört, wird hinter der Kühlvorrichtung und/oder hinter dem Abzug eine Ovalitätsmessvorrichtung für die Rohre angeordnet, deren Messwerte von dem Prozessrechner ausgewertet und als Stellgrößenänderung an eine manuell oder automatisch verstellbare Vakuumkalibrierhülse der Kalibriervorrichtung weitergegeben werden, in der eine einer durch die Schwerkrafteinflüsse hervorgerufenen Ovalität entgegengesetzte Vorverformung eines Rohres eingestellt wird. Hierdurch wird es auf einfache und wirkungsvolle Art und Weise möglich, die Querschnittsform eines eine Vakuumkalibrierhülse verlassenden Rohrabschnittes so einzustellen, dass schwerkraftbedingten Querschnittsänderungen des Rohres auf dem Weg durch die Kühlvorrichtung so entgegengewirkt werden kann, dass mit dieser so ausgestatteten Extrusionslinie schlussendlich ein kreisrundes Rohr erzeugt werden kann.
Wird beispielsweise in dem Verfahren eine Ovalität des fertigen Rohres mit einem horizontal größeren Durchmessermaß als einem vertikalen Durchmessermaß festgestellt, so kann durch eine Stellgrößenänderung an der Vakuumkalibrierhülse eine Querschnittsform des Rohres mit einem zunächst größeren vertikalen Durchmessermaß als dem horizontalen Durchmessermaß produziert werden, sodass sich die Schwerkrafteinflüsse beim Abkühlen der Rohre und die erzeugte Vorverformung in der Vakuumkalibrierhülse insgesamt zu einem kreisrunden Querschnitt überlagern.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses erfinderischen Verfahrens arbeitet mit einer Vakuumkalibrierhülse mit einem zylindrischen Grundkörper mit von einem Ende sich bis kurz vor das andere Ende erstreckenden Längsschlitzen zur Erzeugung von Laschen mit freien Laschenenden und mit einer Verstellvorrichtung um die freien Laschenenden herum, wobei sich die erfinderische Vorrichtung dadurch auszeichnet, dass die Verstellvorrichtung auf einzelne oder benachbarte Laschenenden radial nach innen einwirkende Stellorgane aufweist, und dass durch alle Stellorgane gemeinsam ein von einem kreisrunden Querschnitt abweichender Querschnitt mit einer Vorverformung einstellbar ist. Hierdurch werden die durch Schwerkrafteinflüsse hervorgerufene Ovalitäten des sich über den Transportweg durch die Extrusionslinie abkühlenden Rohres gezielt ausgleichbar.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Verstellvorrichtung einen Kalibrierkorb aus zwei benachbarten Ringflanschen um den zylindrischen Grundkörper auf, zwischen denen eine Vielzahl jeweils nach innen gerichteter und über Gelenke mit den Ringflanschen und untereinander miteinanderverbundenen Gelenklaschen im Kreis angeordnet sind, sodass bei gegenseitiger Annäherung der Ringflansche die Gelenklaschen weiter nach innen ausgelenkt werden, wobei einer der Ringflansche erfindungsgemäß in mehrere Flanschabschnitte aufgeteilt ist, sodass eine von einer parallelen Annäherung der beiden Ringflanschen abweichende Änderung erzeugbar ist. Hierdurch wird es möglich anstatt einer konzentrischen Verengung des wirksamen Durchmessers des rohrförmigen Grundkörpers eine ovale bzw. elliptische Verengung zu erzeugen, wobei beispielsweise bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der geteilte Ringflansch in zwei mit ihren Öffnungen zueinander gerichtete C-förmige Flanschhälften geteilt ist, die mittels zweier Gelenke winkelverschwenkbar miteinander verbunden sind, sodass eine ellipsenförmige Vorverformung des die Vakuumkalibrierhülse verlassenden Rohres möglich ist.
Vorteilhafterweise sind die Drehachsen der Gelenke zwischen den beiden Flanschhälften etwa vertikal angeordnet, sodass durch eine stärkere Annährung der horizontalen Bereiche dieser Flanschhälften an den einteiligen Ringflansch eine leicht ovale bis elliptische Querschnittsform eines Rohres erzeugbar ist, mit vertikal größerem Durchmessermaß eines Rohres als dessen horizontalen Durchmessermaßes. Diese Querschnittsform lässt sich damit so genau bestimmen, dass beim Weitertransport des Rohres durch die Kühlvorrichtung mit einer nicht verhinderbaren Beeinflussung durch die Schwerkraft vor dem Abzug aus der Extrusionslinie ein kreisrunder Querschnitt eines Rohres erzeugt werden kann.
Anderenfalls erkennt die Ovalitätsmessvorrichtung weiter bestehende oder neue Ovalitäten und erzeugt über den angeschlossenen Prozessrechner eine erneute Stellgrößenänderung an der Vakuumkalibrierhülse.
Eine solche Vorverformung lässt sich jedoch nicht nur durch zwei C-förmig gestaltete Flanschhälften erzeugen, sondern auch durch drei oder mehrfach geteilte Flanschabschnitte verwirklichen, sodass noch gezielter und differenzierter durch noch exakter abgestimmte Vorverformungen auf im Fertigungsprozess entstehende Ovalitäten in einem Rohr reagiert werden kann.
Jeder Ringflanschabschnitt ist hierzu mindestens mit einer separaten Verstellschraube versehen sowie mit Durchgangsöffnungen für Haltestäbe, die den einteiligen Ringflansch beabstandet von einer Grundplatte fixieren.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Verstellvorrichtung zwei hintereinander angeordnete Kalibrierkörbe aus drei oder vier benachbarten Ringflanschen um den zylindrischen Grundkörper auf, zwischen denen eine Vielzahl der jeweils nach innen gerichteten und über Gelenke mit den Ringflanschen und untereinander miteinander verbundenen Gelenklaschen im Kreis angeordnet sind, sodass bei gegenseitiger Annäherung der Ringflansche die Gelenklaschen weiter nach innen ausgelenkt werden, wobei mindestens zwei der Ringflansche erfindungsgemäß gegen einen feststehenden Ringflansch beweglich sind und in von einer dazu parallelen in eine davon abweichende winklige Position gebracht werden können, insbesondere ein verstellbarer Ringflansch mit einer Seite näher an den feststehenden Ringflansch und der andere verstellbare Ringflansch mit seiner entgegengesetzten Seite näher an den feststehenden Ringflansch, sodass es auch so möglich wird anstatt einer konzentrischen Verengung des wirksamen Durchmessers des rohrförmigen Grundkörpers eine ovale bzw. elliptische Verengung zu erzeugen, wodurch die Herstellung einer ellipsenförmigen Vorverformung des die Vakuumkalibrierhülse verlassenden Rohres möglich ist.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen Kalibrierkorb einer Vakuumkalibrierhülse in räumlicher Ansicht,
2 den Kalibrierkorb der 1 in einer Seitenansicht,
3 eine Kalibrierhülse mit dem Kalibrierkorb gemäß den 1 und 2 in einer Seitenansicht,
4 eine Kalibrierhülse gemäß 3 in weiter gedrehter Seitenansicht,
5 die Kalibrierhülse gemäß den 1–4 in einer räumlichen Ansicht von schräg hinten, und
6 einen doppelten Kalibrierkorb mit drei starren Ringflanschen.
Der in den 1 bis 5 dargestellte Kalibrierkorb 7 der Vakuumkalibrierhülse 1 besteht aus zwei sich gegenüberliegenden Ringflanschen 5; 6, wobei der eine Ringflansch 6 einteilig ausgebildet ist und der andere Ringflansch 5 aus zwei sich mit ihren Öffnungen gegenüberliegenden C-förmigen Flanschhälften 15; 16 besteht, die über gegenseitige Gelenke 13 so miteinander verbunden sind, dass die beiden Flanschhälften 15; 16 zueinander geknickt werden können.
Zwischen den beiden Ringflanschen 5; 6 sind jeweils im Kreis angeordnete Gelenklaschen 9 über Gelenke 10 an beiden Ringflanschen 5; 6 angeordnet, wobei die Gelenklaschen 9 an ihren vorderen freien Enden über weitere Gelenke 10 so miteinander verbunden sind, dass bei Annäherung der beiden Ringflansche 5, 6 aneinander die vorderen Enden der über die Verbindungsgelenke 10 verbundenen Gelenklaschen 9 nach innen bewegt werden, wobei durch die Anordnung der Gelenke 13 zwischen den Flanschhälften 15; 16 ermöglicht wird, in einer Richtung eine stärkere radiale Einwärtsbewegung der Gelenklaschen 9 zu erzeugen, als in einer dazu rechtwinkligen Richtung.
Dieser erfinderische Kalibrierkorb 7 ist im Endbereich eines rohrförmigen Grundkörpers 2 der Vakuumkalibrierhülse 1 angeordnet, wobei der einteilige Ringflansch 6 über Haltestäbe 17 mit einer Grundplatte 11 der Vakuumkalibrierhülse 1 auf der gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers 2 verbunden ist und die Flanschabschnitte 15; 16 des inneren Ringflansches 5 über Verstellschrauben 12 so verstellt werden können, dass die Gelenklaschen 9 die Laschenenden 23 der Laschen 22 des Grundkörpers 2, die durch Längsschlitze 3 in diesem erzeugt sind, so nach innen ausgelenkt werden können, dass in der Vakuumkalibrierhülse 1 ein leicht ovales Rohr erzeugt wird, mit einem vertikal größeren Durchmessermaß als dem horizontalen Durchmessermaß, sodass im weiteren Durchlauf des Rohres durch eine Kühlvorrichtung in einen Abzug hinein durch Schwerkrafteinflüsse auf das noch nicht vollständig erkaltete Material hinter der Kühlvorrichtung ein kreisrundes Rohr aus dieser hervortritt, wobei dessen Abmessungen von der Ovalitätsmessvorrichtung aufgenommen werden, deren Messwerte an einen Prozessrechner weitergegeben werden, der eine eventuelle Stellgrößenänderung an der erfinderischen Vakuumkalibrierhülse 1 veranlasst, um ggf. immer noch vorhanden Maßabweichungen wieder zu korrigieren.
Die in 6 dargestellte Verstellvorrichtung ist aus zwei hintereinander angeordneten Kalibrierkörben 7 aus drei benachbarten einteiligen Ringflanschen 5, 6, 18 aufgebaut, wobei beispielsweise der vordere Ringflansch 5 und der hintere Ringflansch 18 gegenüber dem mittleren ortsfesten Ringflansch 6 verstellbar sind und zwar in dazu unterschiedlich winklige Positionen, wodurch es möglich wird, anstatt einer konzentrischen Verengung des wirksamen Durchmessers des rohrförmigen Grundkörpers 2 eine ovale bzw. elliptische Verengung und dementsprechend eine ellipsenförmige oder ovale Vorverformung des die Vakuumkalibrierhülse 1 verlassenden Rohres zu erzeugen.
Zeichnerisch nicht dargestellt sind Ringflansche, die in mehr als zwei Flanschhälften geteilt sind und eine Extrusionslinie mit nachgeschalteter Ovalitätsmessvorrichtung nebst dazugehörigem Prozessrechner.

Claims

Vorrichtung zur Extrusion von Rohren mit kreisrundem Querschnitt in einer Extrusionslinie mit einem Extruder, einer Kalibriervorrichtung, einem Prozessrechner und verschiedenen Messwertaufnehmern der Rohrparameter, mit einer Vakuumkalibrierhülse (1) der Kalibriervorrichtung mit einem zylindrischen Grundkörper (2) mit von einem Ende bis kurz vor dessen anderen Ende eingebrachten Längsschlitzen (3) und dadurch erzeugten Laschen (22) mit freien Laschenenden (23) und mit einer Verstellvorrichtung für diese Laschenenden (23) um die freien Laschenenden (23) herum, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (4) auf einzelne oder benachbarte Laschenenden (23) in radialer Richtung nach innen einwirkende Stellorgane aufweist, und dass durch alle Stellorgane gemeinsam ein von einem kreisrunden Querschnitt abweichender Querschnitt der Vakuumkalibrierhülse (1) mit einer Vorverformung einstellbar ist, mit der durch Schwerkrafteinflüsse hervorgerufene Ovalitäten des über den Transportweg durch die Extrusionslinie abkühlenden Rohres gezielt ausgleichbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (4) aus einem Kalibrierkorb (7) aus zwei um das Ende des zylindrischen Grundkörpers (2) angeordneten Ringflanschen (5; 6) besteht, zwischen denen eine Vielzahl jeweils nach innen gerichteter und über Gelenke (10) miteinander verbundener Gelenklaschen (9) an Gelenken (10) im Kreis herum angeordnet ist und bei Annäherung der Ringflansche (5; 6) aneinander die Gelenklaschen (9) weiter nach innen ausgelenkt sind, wobei einer der Ringflansche (5) in mehrere Flanschabschnitte (15; 16) geteilt ist und eine von einer parallelen Annäherung der beiden Ringflansche (5; 6) abweichende Annäherung erzeugbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geteilte Ringflansch (5) in mindestens zwei mit ihren Öffnungen zueinander gerichtete C-förmige Flanschhälften (15; 16) geteilt ist, die mittels Gelenken (13) winkelverschwenkbar miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse der die Flanschhälften (15; 16) verbindenden Gelenke (13) in einer vertikalen Richtung angeordnet ist und durch eine stärkere Annährung der horizontalen Bereiche dieser Flanschhälften (15; 16) an den einteiligen Ringflansch (6) als Vorverformung unmittelbar hinter der Vakuumkalibrierhülse (1) eine ovale oder elliptische Querschnittsform des Rohres mit einem vertikal größeren Durchmessermaß des Rohres als dessen horizontalen Durchmessermaß erzeugbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geteilte Ringflansch (5) in drei oder mehr Flanschabschnitte (15; 16) geteilt ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ringflanschabschnitt (15; 16) mindestens mit einer separaten Verstellschraube (12) zur Verstellung des Ringflanschabschnittes (15; 16) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (4) aus zwei Kalibrierkörben (7) aus mindestens drei einteiligen Ringflanschen (5; 6; 18) um den zylindrischen Grundkörper (2) besteht, zwischen denen eine Vielzahl jeweils nach innen gerichteter und über Gelenke (10) miteinander verbundener Gelenklaschen (9) an Gelenken (10) im Kreis herum angeordnet ist und bei Annäherung der Ringflansche (5; 6; 18) aneinander die Gelenklaschen (9) weiter nach innen ausgelenkt sind, wobei zwei Ringflansche (5; 6; 18) in eine von einer parallelen Annäherung an den benachbarten Ringflansch (5; 6; 18) abweichende Position einstellbar sind und damit eine von einer konzentrischen Form abweichende Vorverformung eines Rohres erzeugbar ist.
Verfahren zur Extrusion von Rohren mit kreisrundem Querschnitt in einer Extrusionslinie aus einem Extruder, einer Kalibriervorrichtung, einer Kühlvorrichtung und einem Abzug sowie mit einem Prozessrechner und verschiedenen Messwertaufnehmern der Rohrparameter mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Kühlvorrichtung und/oder hinter dem Abzug eine Ovalitätsmessvorrichtung für die Rohre angeordnet ist, deren Messwerte von dem Prozessrechner ausgewertet und als Stellgrößenänderung an eine manuell oder automatisch verstellbare Vakuumkalibrierhülse (1) der Kalibriervorrichtung weitergegeben werden, in der eine einer durch Schwerkrafteinflüsse hervorgerufenen Ovalität entgegengesetzte Vorverformung eines Rohres eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer ermittelten Ovalität mit einem horizontal größeren Durchmessermaß als einem vertikalen Durchmessermaß durch eine Stellgrößenänderung an der Vakuumkalibrierhülse (1) eine Querschnittsform des Rohres mit einem größeren vertikalen Durchmessermaß als dem horizontalen Durchmessermaß eingestellt wird, sodass sich beim Abkühlen der Rohre über den Transportweg darauf einwirkende Schwerkrafteinflüsse und die Vorverformung zu einem kreisrunden Querschnitt eines Rohres überlagern.