DE1504868B2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen strecken eines plastisch ver formbaren schlauches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Strecken eines plastisch verformbaren Schlauches in Längs- und Querrichtung mittels einer den Schlauchquerschnitt vergrößernden, innerhalb des Schlauches angeordneten Spreizvorrichtung, die sich an ihrem in Abzugsrichtung des Schlauches weisenden Ende über Führungsrollen an außerhalb des Schlauches liegenden Gegenrollen abstützt.

Es sind bereits Vorrichtungen zum Strecken von Bändern oder gegebenenfalls auch von Schläuchen von beliebiger Länge aus plastisch verformbarem Material bekannt. Diese Vorrichtungen sind vor und hinter der Streckzone. mit Zugvorrichtungen ausgerüstet, die dem Band oder dem Schlauch an der Ein- und Austrittsstelle dieser Zone unterschiedliche Geschwindigkeiten erteilen, die eine Streckwirkung in Längsrichtung ergeben.

Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, die gleichzeitig ein Strecken in der Querrichtung gestatten, jedoch konnten diese Vorrichtungen nur für Kunststoffbänder und nicht für Kunststoffschläuche verwendet werden.

Zum Strecken von Schläuchen in Querrichtung ist es bekannt, einen kegelstumpfförmigen Dorn zu verwenden, über den der Schlauch in einen plastisch verformbaren Zustand in Richtung des sich erweiternden Donquerschnittes gezogen wird. Der Dorn ist mit einer Ringschlitzdüse verbunden, aus der der aus Kunststoff bestehende Schlauch austritt, so daß er einen maximalen Außenumfang besitzt, der konzentrisch zur Ringschlitzdüse liegt.

Die Anwendung eines solchen Domes ist gegenüber einer völlig anders aufgebauten Vorrichtung von Vorteil, bei der zur Erzielung der gewünschten Streckung innerhalb des aus plastisch verformbarem Material bestehenden Schlauches ein Gasdruck erzeugt wird. Da der Gasdruck überall gleichmäßig an der Innenseite des Schlauches wirksam ist und sich auf bestimmte Angriffsstellen nicht lokalisieren läßt, wird auch eine bereits ausreichend gedehnte Stelle noch weiter im Querschnitt vergrößert, so daß diese Vorrichtung nur anwendbar ist, wenn eine besondere Maßhaltigkeit nicht gefordert wird.

Bei einer anderen vorbekannten Ausführungsform einer zum Spreizen eines plastisch verformbaren Schlauches dienenden Vorrichtung ist eine Spreizvorrichtung vorgesehen, die im ganzen Verlauf des Streckweges nur an einer einzigen Stelle des zu vergrößernden Schlauchquerschnittes am Schlauch anliegt. Diese Spreizvorrichtung bildet ein innerhalb des Schlauches selbständiges Element, das sich mit an diesen befestigten Rollen gegenüber außen angeordneten Walzen abstützt. Zwischen den Walzen und den Rollen muß stets eine Andruckkraft bestimmter Größe herrschen, da die Walzen als Antriebswalzen dienen und die Erzeugung einer Reibung von bestimmter Größe erforderlich ist, um die gewünschte Antriebswirkung zu erzielen. Hierbei liegen die Rollen so an den Walzen an, daß eine feste Führung in seitlicher Richtung nicht vorhanden ist. Aus diesem Grunde ist es stets möglich, daß sich die Achslage eines die Rollen tragenden Rahmens gegenüber einer entsprechenden Achslage der Walzen verändern kann. Es läßt sich also mit den beschriebenen Mitteln dieser Vorrichtung eine ausreichende Seitenstabilität nicht erzielen.

Die bekannte Vorrichtung ist deshalb sehr nachteilig. Insbesondere bei einer verhältnismäßig großen Transportgeschwindigkeit des Schlauches oder bei dem Erfordernis, zum Erreichen der erforderlichen Streckung verhältnismäßig große Zugkräfte auf den Schlauch aufzubringen, kann ein Verkanten der Spreizvorrichtung zu einer ungleichmäßigen Strekkung des Materials und im Extremfall sogar zu Betriebsstörungen führen. Nachteilig ist es ferner, daß der auf die Spreizvorrichtung auftreffende Schlauch einer verhältnismäßig plötzlichen Querschnittsvergrößerung unterliegt. Diese Nachteile führen zu einer geringen Leistungsfähigkeit der Vorrichtung sowohl in bezug auf die Qualität des gestreckten Schlauches als auch in bezug auf die Durchsatzleistung.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Strecken eines plastisch verformbaren Schlauches zu schaffen, deren Spreizvorrichtung eine gleichmäßige Streckung des Schlauches auch in Querrichtung desselben erzielt und die dabei so geführt ist, daß die Längsachse der Spreizvorrichtung stets mit der Längsachse des zu streckenden Schlauches zusammenfällt. Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit einer Spreizvorrichtung, über die der Schlauch gezogen wird und die sich an ihrer Abzugsseite über Führungsrollen an außerhalb des Schlauches liegenden Gegenrollen abstützt, wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Spreizvorrichtung als kegelstumpfförmiger sich in Abzu.ssrichtung des Schlauches erweiternder Dorn ausgebildet ist, der an seinem in Abzugsrichtung weisenden Ende eine in den Spalt der Gegenrollen reichende Verlängerung aufweist, und daß die Gegenrollen frei drehbar sind.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung erhält die beschriebene Vorrichtung eine zuverlässige Führung des abzugsseitigen Endes der Spreizvorrichtung in Seitenrichtung. Im Bereich dieser Führung werden Andruckkräfte od. dgl. nicht auf den Schlauch ausgeübt, so daß die Führung durch zusätzliche Reibungskräfte nicht störend beeinflußt wird. Es ist deshalb möglich, bei stabiler Achslage der Spreizvorrichtung eine gleichmäßige Streckung des Schlauches auch in Querrichtung zu erzielen. Darüber hinaus läßt sich die· Transportgeschwindigkeit des Schlauches beträchtlich steigern, so daß eine wesentlich höhere Durchsatzleistung erzielt wird.

Die in den Spalt der Gegenrollen reichende Verlängerung kann kleiner sein als der größte Querschnitt des Domes. In der Praxis hat sich eine plattenförmige Ausbildung der Verlängerung bewährt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist

gegeben, wenn an dem der Abzugsrichtung des Schlauches entgegenweisenden Ende des Domes ein zylindrisches Führungsrohr angeordnet ist, mit dessen Hilfe die Spreizvorrichtung eine zusätzliche, an ihrer anderen Seite angreifende Stabilisierung erhält und das ein allmähliches Aufweiten des Schlauches vor Erreichen des Domes und der eigentlichen Streckzone ermöglicht.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird der Dorn so ausgebildet, daß er mehrere in seiner Längsrichtung sich erstreckende Lamellen aufweist, die um eine koaxial zum Dorn angeordnete Stange befestigt sind. Hierbei können die Lamellen an der Stange schwenkbar gelagert sein, so daß ihre Neigung zu der Stange einstellbar ist.
Auf der Stange kann eine Kulisse mit Führungs-

stiften verschiebbar und beliebig verstellbar angeordnet sein, wobei die Führungsstifte in geneigt zur Stange verlaufende, längliche Schlitze in den Lamellen eingreifen. Durch die Veränderung der Neigung zwischen den Lamellen und der Stange läßt sich der jeweilige Streckdurchmesser leicht einstellen.

Mit der von der Erfindung geschaffenen Vorrichtung läßt sich also ein gleichmäßiges Strecken eines Schlauches in Quer- und Längsrichtung erreichen.

Insbesondere bei Schläuchen mit netzartigen Wänden verbessert das gleichzeitige Strecken in Längs- und Querrichtung die Stabilität der Längsund Querstränge, welche die Maschen der Schlauchwandung bilden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der gesamten Vorrichtung mit einem Teilschnitt durch den kegelstumpfförmigen Dorn,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den kegelstumpfförmigen Dorn gemäß der Schnittlinie IT-IT in F i g. 1 und

F i g. 3 eine Seitenansicht des oberen Teiles der Vorrichtung gemäß F i g. 1 in Blickrichtung des Pfeiles III.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Schlauch 1 aus nachgiebigem thermoolar.tischem Kunststoff auf seiner ganzen Oberfläche netzartig ausgeführt. Er könnte aber auch vollwandig sein, wenn er aus der nicht dargestellten Austrittsöffnung einer Ringschlitzdüse der Herstellungseinrichtung in Richtung des Pfeiles 2 austritt. Zum Transport des nachgiebigen Schlauches 1 sind hinter und vor einer Streckzone A Fördervorrichtungen 3 und 4 angeordnet, um den Schlauch 1 in senkrechter Richtung aufwärts entsprechend seiner Achse α durch die Streckzone A zu transportieren.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Fördervorrichtungen 3 und 4 durch eingekerbte bzw. geriffelte Rollenpaare gebildet, die von in der Zeichnung nicht dargestellten Motoren derart angetrieben werden, daß sie sich um ihre waagerechten, parallel liegenden Achsen drehen und durch Reibung den Schlauch 1 mitnehmen, der hierbei zusammengedrückt wird und zwischen den Rollen hindurchläuft.

Zur Erzielung einer Streckwirkung in Längsrichtung des Schlauches 1 wird diesem am Austritt aus der Streckzone A eine Geschwindigkeit erteilt, die entsprechend der gewünschten Verlängerung größer als die Geschwindigkeit beim Eintritt in die Streckzone A ist. Um eine Verlängerung des Schlauches 1 in Längsrichtung von χ % zu erhalten, muß dieser also durch die Fördervorrichtung 4 mit einer Geschwindigkeit transportiert werden, die χ % größer ist als die Geschwindigkeit, welche dem Schlauch 1 durch die Fördervorrichtung 3 vor der Streckzone A erteilt wird.

In der Streckzone A ist ein kegelstumpfförmiger Dorn 5 derart angeordnet, daß seine Achse mit der senkrechten Achse α des Schlauches 1 zusammenfällt, während seine kleine und seine große Grundfläche sich am unteren Eintritt bzw. am oberen Austritt der Streckzone A befinden.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird der kegelstumpfförmige Dorn 5 im wesentlichen durch eine Stange 6 gebildet, die eine Vielzahl radialer Lamellen 7 trägt, deren zur Achse der Stange 6 geneigte Kanten die Seitenflächen des kegelstumpfförmigen Domes 5 bilden.

Am unteren Ende der Stange 6 ist ein zylindrisches Führungsrohr 7' befestigt, das eine der vorerwähnten kleinen Grundfläche des Dornes 5 entsprechende Querschnittsfläche aufweist. Das obere Ende der Stange 6 ragt mit einem Verlängerungsteil 6' über die Enden der radialen Lamellen 7 hinaus, die die große Grundfläche des kegelstumpfförmigen

ίο Dornes 5 bilden und die mit dem Austritt aus der Streckzone A zusammenfallen. Am Ende dieses Verlängerungsteiles 6' der Stange 6 ist ein Ansatz 8 angeordnet, welcher über in F i g. 1 nicht dargestellte Lager zwei Führungsrollen 9 und 9' trägt, die zu beiden Seiten des plattenförmigen Ansatzes 8 angeordnet und um parallele Achsen frei drehbar sind. Oberhalb der Führungsrollen 9 und 9' sind zwei vorzugsweise glattwandig ausgebildete Gegenrollen 10 und 10' derart angeordnet, daß sie sich frei und ohne einander zu berühren bewegen können. Sie sind um Achsen, die parallel zu den Rollenachsen der Fördervorrichtungen 3 und 4 liegen, drehbar. Die Gegenrollen 10 und 10' sind genügend weit voneinander entfernt, um nicht nur den Durchgang des biegsamen, abgeplatteten Schlauches 1 zu erlauben, sondern auch eine Verlängerung 8' des Ansatzes 8 oberhalb der Rollen 9 und 9' zwischen sich aufzunehmen.

In der Streckzone A sind Mittel angeordnet, um den Schlauch 1 aus thermoplastischem Material auf Erweichungstemperatur zu halten. Diese Mittel können durch einen Heizkörper gebildet werden, der beispielsweise infrarote Strahlen erzeugt, deren Wirkung schematisch in F i g. 1 durch Pfeile 11 angedeutet ist. Man kann auch zu demselben Zweck die Streckzone A mit einem Behälter 18 mit einer heißen Flüssigkeit oder einem heißen Gas, beispielsweise Dampf, umgeben.

In einer Zone B, die sich zwischen der Streckzone A und den Gegenrollen 10 und 10' erstreckt, wird der Schlauch 1 abgekühlt, beispielsweise dadurch, daß er durch zirkulierende Luft hindurchgeführt wird.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende:
Der biegsame Schlauch 1, der unter der Wirkung

der Fördervorrichtung 3 in Richtung des Pfeiles 2 ankommt, unterliegt durch die ihn umgebende Raumtemperatur beim Austritt aus der Schlitzdüse einer vorläufigen Abkühlung. Der Schlauch 1 wird einerseits durch die Fördervorrichtung 3 dem kegelstumpfförmigen Dorn 5 zugeführt und andererseits durch die Fördervorrichtung 4, die hinter der Streckzone A angeordnet ist, mit einer größeren Geschwindigkeit in der Längsrichtung gezogen, a's sie sich durch die Fördervorrichtung 3 ergibt, wodurch er in Längsrichtung gestreckt wird.

In der Streckzone A wird der Schlauch 1 erwärmt und im plastischen Zustand über den kegelstumpfförmigen Dorn 5 in Richtung der wachsenden Querschnitte gezogen, wodurch automatisch ein Strecken in Querrichtung erfolgt, und zwar in einem Verhältnis, das durch die Abmessungen der kleinen und der großen Grundfläche des kegelstumpfförmigen Dornes 5 festgelegt ist.

Infolge der Reibung der Schlauchwandung an den

Seitenflächen des kegelstumpfförmigen Dornes 5, d. h. beim dargestellten Ausführungsbeispiel an den Kanten der Lamellen 7, unterliegt der Dorn 5 einem starken Druck in Richtung der Längsstreckung, d. h.

also in ansteigender Richtung. Hierdurch werden die beiden Führungsrollen 9 und 9', die am Ende des Verlängerungsteiles 6' der Stange 6 montiert sind und im Inneren des Schlauches 1 liegen, gegen die Gegenrollen 10 und 10' gedrückt, zwischen welchen der Schlauch 1 eine gewisse Abflachung erfährt, ohne daß jedoch die Gefahr besteht, daß eine Verklebung der inneren Wandflächen des Schlauches 1 hervorgerufen wird, da der Schlauch 1 am Austritt aus der Kühlzone B bereits vollständig abgekühlt ist.

Aus demselben Grund besteht keine Gefahr des Zusammenkleben an den Andrückstellen 12 und 12', an denen die Wand des Schlauches 1 zwischen den Führungsrollen 9 und 9' bzw. den Gegenrollen 10 und 10' hindurchgeht. Die Verlängerung 8' des Ansatzes 8 sichert einen senkrechten Führungsaustritt des kegelstumpfförmigen Domes 5 im Zwischenraum zwischen den Gegenrollen 10 und 10'.

In Abänderung der beschriebenen Ausführung könnte man den kegelstumpfförmigen Dorn 5 auch oberhalb der festen Gegenrollen 10 und 10' anordnen, wobei dann das Strecken von oben nach unten erfolgen würde. In jedem Fall ist es vorteilhaft, daß der Streckvorgang in senkrechter Richtung stattfindet, da hierdurch das Gewicht des kegelstumpfförmigen Domes 5, sei es durch die Resultierende der Reibungskräfte zwischen dem Schlauch 1 und der Seitenfläche des kegelstumpfförmigen Domes 5, sei es durch die Abstützung, die durch die unteren Widerlager gebildet wird, ausgeglichen wird.

Die Ausführungsform des Domes 5, wie sie voranstehend beschrieben wurde, ist besonders vorteilhaft für Schläuche aus thermoplastischem Material mit einer vollständig netzartigen Wandung, da die Querstränge der netzartigen Wandung allein gegen die Kanten der radialen Lamellen 7 herangebracht werden können, wodurch das Strecken dieser Querstränge begünstigt wird. Gleichzeitig wird auch eine gute Streckung der Längsstränge des Schlauches erzielt, da diese im allgemeinen nicht mit den vorgenannten Kanten der Lamellen zusammenwirken und infolgedessen keiner Reibungskraft unterworfen sind, die sich gegebenenfalls dem Streckvorgang entgegenstellen könnte. Diese Vorteile ergeben sich um so mehr, je größer die Zahl der radialen Lamellen 7 ist.

Selbstverständlich können die radialen Lamellen 7 durch starre Stäbe, die zwischen den beiden Grundflächen von verschiedenen Durchmessern montiert sind, ersetzt werden, so daß sie in der Art eines Regenschirmes ausgeführt sind.

Um den Prozentsatz der Streckung in Querrichtung kontinuierlich einstellen oder regeln zu können, sind die radialen Lamellen 7, die die seitliche Oberfläche des Domes 5 bilden, auf der Stange 6 in der Form von Regenschirmstangen montiert, wodurch ihnen eine regelbare Neigung zur Achse der Stange 6 gegeben werden kann.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt jede radiale Lamelle 7 an ihrem Ende, das seitlich der großen Grundfläche des kegelstumpfförmigen Dornes 5 gelegen ist, einen Schlitz 13, 13' schräg zur Achse der Stange 6. In diesen Schlitz 13, 13' greift ein Führungsstift 14,14' ein, der auf einer Kulisse 15 angeordnet ist. Diese Kulisse 15 ist auf der Stange 6, und zwar zweckmäßigerweise auf deren Verlangerung 6', montiert und kann in irgendeiner beliebigen Stellung, beispielsweise durch eine Schraube 16, festgestellt werden. Die Verschiebung der Kulisse 15 auf der Stange 6 ermöglicht es, die radialen Lamellen 7 aus ihrer inneren Stellung, in der sie sich in Berührung mit der Seitenwandung der Stange 6 befinden, in eine Stellung mit dem größten Abstand zu bringen, die in der Zeichnung mit unterbrochenen Linien dargestellt ist. Die radialen Lamellen 7 werden während ihrer Bewegung in radialen Schlitzen einer Scheibe 17 (s. F i g. 2) geführt, welche auf der Stange 6 befestigt ist.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann nicht nur zum Strecken von Kunststoffschläuchen, wie im Vorhergehenden beschrieben, verwendet werden, sondern auch zum Strecken von Schläuchen aus jedem Stoff, der in plastischem Zustand in die Streckzone gebracht werden kann, gegebenenfalls ohne Wärmezufuhr. Beispielsweise können Schläuche, deren Wandung gegebenenfalls netzartig ausgebildet ist, aus Viskose mit Hilfe der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung gestreckt werden, wobei im Behälter 18 an Stelle des heißen Wasserbades ein Bad aus einer entsprechenden Lösung zum Erweichen des Viskose-Materials angeordnet ist.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Strecken eines plastisch verformbaren Schlauches in Längs- und Querrichtung mittels einer den Schlauchquerschnitt vergrößernden, innerhalb des Schlauches angeordneten Spreizvorrichtung, die sich an ihrem in Abzugsrichtung des Schlauches weisenden Ende über Führungsrollen an außerhalb des Schlauches liegenden Gegenrollen abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung als kegelstumpfförmiger, sich in Abzugsrichtung des Schlauches erweiternder Dorn (5) ausgebildet ist, der an seinem in Abzugsrichtung weisenden Ende eine in den Spalt der Gegenrollen (10,10') reichende Verlängerung (8') aufweist, und daß die Gegenrollen (10, 10') frei drehbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (8') im Querschnitt kleiner ist als der größte Querschnitt des Dorns (5).

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (8') plattenförmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Abzugsrichtung des Schlauches entgegenweisenden Ende des Dorns (5) ein zylindrisches Führungsrohr (7') angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (5) mehrere in seiner Längsrichtung sich erstreckende Lamellen (7) aufweist, die um eine koaxial zum Dorn (5) angeordnete Stange (6) befestigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (7) an der Stange (6) schwenkbar gelagert sind und ihre Neigung zu der Stange (6) einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Stange (6) eine Kulisse (15) mit Führungsstiften (14) verschiebbar und beliebig feststellbar angeordnet ist, wobei die Führungsstifte (14, 14') in geneigt zur Stange (6) verlaufende längliche Schlitze (13, 13') in den Lamellen (7) eingreifen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuncen