DE1629490C

DE1629490C -

Info

Publication number: DE1629490C
Application number: DE19661629490
Authority: DE
Priority date: 1965-11-15
Filing date: 1966-04-22
Publication date: 1973-07-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Schlauches aus thermoplastischem Kunststoff durch Aufwickeln eines kontinuierlichen Kunststoffstranges längs einer Schraubenlinie und überlappendes Verschweißen der aneinanderstoßenden Kanten einander benachbarter Windungen des Kunststoffstranges, mit mindestens einem Satz von in einem Rahmen über den Umfang einer gedachten Zylinderfläche verteilt um ihre Achsen drehbar angeordneten Walzen, deren Achsen mit der Achse der gedachten Zylinderfläche je einen gleichen kleinen Winkel einschließen, wobei mindestens eine der Walzen durch eine Antriebseinrichtung antreibbar ist.

Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung sind die zylindrischen Walzen mit ihren Achsen entlang von Mantellinien eines Kegels angeordnet. Beim Wickeln dos Schlauches kommt es dabei zu einem Schlupf zwischen den umlaufenden Oberflächen der Walzen und dem sich mit einer Axialkomponente fortbewegenden Schlauch, wodurch dieser dauernden kleinen Verformungen quer zur Bewegungsrichtung des Kunststoffstrangs unterliegt. Dadurch sind die Schweißnähte zwischen den aneinanderstoßenden Kanten benachbarter Windungen des Kunststoffstrangs nachteilig beansprucht und es kommt darüber hinaus zu bleibenden, unregelmäßigen Verformungen

ίο des Schlauchquerschnitts über die Schlauchlänge hin.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe

zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welcher ein Schlupf zwischen den sich drehenden Walzen und dem sich fortbewe- «enden Schlauch vermieden ist, so daß dieser, ohne schädliche Verformungen in der Ebene des Kunststoffstrangs quer zu dessen Bewegungsrichtung, mit gleichmäßigem Querschnitt hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Walzen entlang der Achse der gedachten Zylinderfläche in mehreren Walzensätzen hintereinander angeordnet sind und die Achsen jeder der Walzen gegenüber der Achse der gedachten Zylindcrflächc in tangentialer Richtung leicht geneigt sind.

Dadurch wird es ermöglicht, daß sich die an dem entstehenden Schlauch anliegenden Walzenoberflächen in der gleichen Richtung bewegen wie der Schlauch. Durch die Mehrzahl der hintereinander angeordneten Walzensätze ist dabei der Schlauch über eine ausreichende Länge bis zum genügenden Festwerden des thermoplastischen Kunststoffes geführt.

Die Vorrichtung gemäß Erfindung erlaubt es, eine Dehnungsbclastung in Längsrichtung des relativ weichen Schlauches auszuschalten und die Steigung der schraubenförmigen Windungen des kontinuierlich extrudierten Kunststoffstranges konstant zu haiten. Weiterhin wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der fortlaufend extrudicrte Kunststoffstrang zwangläufig in schraubenförmige Windungen gelegt, so daß eine gleichförmige Herstellung des Schlauches ohne Formveränderungen gewährleistet ist.

Bei Verwendung der Vorrichtung gemäß Erfindung werden zufällige Schwankungen des Schlauchquerschnittes auf Grund der durch die Abkühlung des Kunststoffes auftretenden Schrumpfung verhindert und somit ein bestimmter Durchmesser des Schlauches fortlaufend gewährleistet.

Außerdem wird die Übertragung unerwünschter und die Vorrichtung schädigender Verformungskräfte auf dieselbe verhindert, wodurch ein gleichförmiger Betrieb und hohe Lebensdauer der Vorrichtung erreicht werden.

Durch die Erfindung wird es außerdem möglich, einen Schlauch mit einer Innenprofilierung schonend und gleichmäßig herzustellen. Hierzu können die Walzen axial im Abstand voneinander angeordnete Umfangsnuten aufweisen, die gegenüber den Umfangsnuten der jeweils benachbarten Walzen um das Maß des Vorschubes des Kunststoffstranges axial versetzt sind.

Zum guten Anpressen der Windungen des Kunststoffstranges und deren besseren Führung wird erfindunsiscemäß weiter vorgeschlagen, daß um die WaI-zen des in Vorschubrichtung ersten Walzensatzes entlang einer der Wendel des Kunststoffstranges entsprechenden Schraubenlinie ein endloses Band geschlunücn ist.

3 4

Nach einem zusätzlichen erfindungsgemäßen Vor- 40 und einem mit diesen in Eingriff stehenden Anschlag ragt ein Teil der Außenfläche der Walzen triebsrad 44 auf einer Antriebswelle 43, die koaxial über die Fläche einer rohrförmigen Halterung des zur Achse der gedachten Zylirtderfläche 30 angeord-Rahrhens hinaus. net ist und in zwei arri oberen Ende eines von dem

Damit die Walzenoberflächen bei der Neigung 5 Rahmen 35 getrennten Rahmens 41 befindlichen

der Achsen jeder der Walzen in tangentialer Rieh- Halterungen 42 gelagert ist. Die Außenrolle 37 weist

turig gegenüber der Achse der gedachten Zylinder- eine Antriebseinrichtung auf, mit einem mit dem

fläche eine Inneiiförm des entstehenden Schlauches Zahnrad 40 auf der Welle 34 der obersten Walze 31

gleichende Zylinderfläche bilden, sind die Walzen fest verbundenen Zwischenrad 45 und einem an der

nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ko- io Welle 38 der Außenrolle 37 befestigten Zahnrad 46.

nisch ausgebildet. Eine Düse 49 eines (nicht dargestellten) Extruders ist

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann an eine Stelle 50, an der sich die obere Walze 33 und nicht nur ein Schlauch im eigentlichen Sinne, son- die Außenrolle 37 gegenüberstehen, verstellbar herdern in gleichem Maße vorteilhaft auch ein Kunst- angeführt und liefert einen Kunststoffstrang 47 aus stoffrohr hergestellt werden. 15 noch plastischem Kunststoff mit einem darin einge-

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die lassenen Verstärkungsstrang 48 aus härterem Kunst-Zeichnungen im einzelnen beschrieben, welche Bei- stoff,
spiele für Vorrichtungen gemäß Erfindung darstellen.' Beim Betrieb dieser Vorrichtung zur Herstellung

F i g. 1 ist die teilweise im Schnitt gezeigte seit- des Schlauches dreht die Antriebswelle 43 die Walliche Ansicht einer Vorrichtung für die kontinuier- 20 ₂en 31 um deren Achsen 32. Die Kraftübertragung liehe Herstellung von Kunststoffschläuchen, welche erfolgt dabei über das Antriebsrad 44 und die Zahnim folgenden als erste Ausführungsform bezeichnet räder 40. Die Außenrolle 37 wird dabei über das mit wird, dem Zahnrad 40 der obersten Walze 31 verbundene

Fig. 2 ist eine Stirnansicht der in Fig. 1 darge- Zwischenrad 45 und das mit diesem in Eingriff ste-

stellten Ausführung, 25 hende Zahnrad 46 in entgegengesetztem Sinne ange-

F i g. 3 ist eine vergrößerte perspektivische An- trieben. Der kontinuierliche Kunststoffstrang 47 wird

sieht einer der in der Vorrichtung verwendeten WaI- von der Düse 49 des (nicht dargestellten) Extruders

zen, an der Stelle 50 im wesentlichen tangential zur ge-

Fig.4 ist eine teilweise im Schnitt gezeigte An- dachten Zylinderfläche 30 zugeführt und entlang die-

sicht des mit der besagten Vorrichtung hergestellten 30 ser um die Walzen 31 und gleichzeitig in Richtung

Kunststoffschlauches, der Achse 33 der gedachten Zylinderfläche 30 fort-

Fig. 5 ist eine teilweise in senkrechtem Schnitt bewegt, so daß er eine Schraubenlinie beschreibt. Die

gezeigte Seitenansicht einer Vorrichtung für die kon- einander gegenüberliegenden Kanten A der einander

tinuierliche Herstellung eines Kunststoffschlauches, benachbarten Windungen des Kunststoffstranges 47

welche im folgenden als zweite Ausführungsform be- 35 überlappen einander und werden an der Stelle 50

zeichnet wird, durch den Druck der einander gegenüberstehenden

Fig. 6 ist eine Stirnansicht der in Fig. 5 darge- Walzen 31 und der Außenrolle 37 verschweißt. Auf

stellten Ausführungsform, diese Weise entsteht ein kontinuierlicher Schlauch B,

Fig. 7 ist eine teilweise in senkrechtem Schnitt der in der Richtung der Achse 33 um die Walzen 31

gezeigte Seitenansicht einer Vorrichtung für die kon- 40 umlaufend vorgeschoben wird.

tinuierliche Herstellung eines Kunststoffschlauches, Bei dieser Vorrichtung weisen die Walzen 31 in

welche im folgenden als dritte Ausführungsform be- der Bewegungsrichtung des erzeugten Schlauches B,

zeichnet wird, also in Richtung auf das freie Ende zu, abnehmenden

F i g. 8 ist eine Stirnansicht der in F i g. 7 darge- Durchmesser auf. Dadurch ist sichergestellt, daß der

stellten Ausführuhgsform, 45 in Richtung der Achse 33 entlang der Walzen 31

F i g. 9 ist eine vergrößerte perspektivische An- vorgeschobene Schlauch B, der noch relativ weich

sieht der Hauptteile der Vorrichtung nach den und gegen Verformungen anfällig ist, gleichförmig

Fig. 7 und 8, wobei einige Teile weggelassen und unter Vermeidung zufälliger Verformungen von

sind, den Walzen 31 abgezogen und genau und maßhaltig

Fig. 10 ist eine teilweise aufgeschnittene Drauf- 50 hergestellt wird,

sieht auf die Lagerung einer der Walzen. In dieser Ausführung weisen die Walzen 31 je-

Bei der ersten in den F i g. 1 bis 3 dargestellten weils eine Vielzahl in axialen Abständen angeordne-Ausführung sind in gewissen Abständen entlang dem ter ringförmiger Umfangsnuten 51 auf. Dabei sind Umfang einer gedachten Zylinderfläche 30 Walzen diese Umfangsnuten 51 einer Walze jeweils um das 31 gleicher Länge drehbar auf gegen die Achse 33 55 Maß des axialen Vorschubs des Kunststoffstranges der gedachten Zylinderfläche 30 in gleichem Winkel von einer Wälze zur benachbarten Walze 31 gegengeneigten Achsen 32 gelagert. Die Wellen 34 der über den Umfangsnuten 51 dieser benachbarten Walzen 31 sind in einer Halterung 36 gelagert, Walze 31 versetzt.

welche in dem oberen Teil eines festen Rahmens 35 Da der Schlauch B durch die axiale Versetzung

befestigt ist. Über der obersten Walze 31 außerhalb 60 der Umfangsnuten 51 der Walzen 31 jeweils von

der gedachten Zylinderfläche 30 ist eine Außenrolle einem Paar Walzen 31 zum nächsten Paar auf der

37 angeordnet, die mit ihrer Welle 38 in einer Halte- gedachten Zylinderfläche 30 geführt wird, bleibt die

rung 39 gelagert ist, die einen Teil der Halterung 36 Überlappung an den Kanten A bei 50 stets gleich, so

bildet und über diese hinausragt. Die Achsen der daß die Kanten A gleichförmig und ohne Änderung

Außenrolle 37 und der oberen Walze 31 sind im we- 65 der Qualität zur Bildung des Schlauchsß verschweißt

sentlichen parallel. Die Walzen 31 weisen Antriebs- werden können.

einrichtungen auf, mit jeweils einem an der Welle 34 Die in Fig. 5 und 6 dargestellte zweite Ausfüh-

jeder Walze 31 angebrachten angetriebenen Zahnrad runs einer Vorrichtung für Hie tnntirmieHirhf Ηργ.

stellung eines Schlauches entspricht der vorbeschriebenen ersten Ausführung, mit dem Unterschied, daß entlang der durch den Kunststoffstrang beschriebenen schraubenlinienförmigen Bahn ein endloses Band 100 über die Walzen 31 gewunden ist, wobei 5 ein Teil dieses Bandes 100 über zwei Zwischenrollen 101 schraubenlinienförmig um die Außenfläche einer angetriebenen drehbaren Rolle 103 geführt ist, welche unterhalb der Walzen 31 parallel zur Achse 33 der gedachten Zylinderfläche 30 angeordnet ist und als Antrieb für das Band 100 dient.

Durch diese Anordnung wird bei der Herstellung der Schläuche über die Walzen 31 und Außenrolle 37 durch die zusätzliche Führung durch das Band 100, welches durch die umlaufende Rolle 103 derart angetrieben wird, daß es sich mit gleicher Vorschubgeschwindigkeit bewegt wie die Umfangsnuten der Walzen 31, gleichförmig und ohne Schlupf in Richtung der Achse 33 vorgeschoben. Dadurch erhält der. Schlauch Z? einen wirkungsvolleren Antrieb, so daß die Extrusionsgeschwindigkeit für den Kunststoffstrang 47 erhöht werden kann, ohne daß es durch Schlupf zu Verdrehungen oder Verformungen des Schlauches kommen kann.

Bei der dritten Ausführungsform entsprechend den F i g. 7 bis 10 sind Walzen 150 in einer Anzahl von Sätzen vorgesehen und jeweils entlang der gedachten Zylinderfläche 151 in gleichförmigen Abständen und in geeigneter Länge angeordnet. Die Achse 152 jeder der Walzen 150 ist gegenüber der Achse 153 der gedachten Zylinderfläche 151 in tangentialer Richtung leicht geneigt. Die einzelnen Walzensätze sind entlang der Achse 153 der gedachten Zylinderfläche 151 in Abständen angeordnet. Ein Rahmen 155 mit einer rohrförmigen, mit der Achse 153 koaxialen Halterung 174 ist an einem festen Ständer 154 befestigt. Die Halterung 174 weist für jede der Walzen 150 eine Öffnung 175 auf, in denen die Walzen 150 frei drehbar gelagert sind. Wie Wellen 150' der Walzen 150 sind zwischen auf der Innen- bzw. Außenseite der Halterung 174 umlaufenden äußeren 156 und inneren 157 Ringen geführt. Ein Teil der Umfangfläche der Walzen 150 ragt nach außen über die rohrförmige Halterung 174 hinaus, ein weiterer Teil nach innen.

Gegenüber der obersten Walze 150 ist eine Außenrolle 158 angeordnet, deren Welle 158' einseitig in einer Halterung 159 gelagert ist, welche als Teil des Rahmens 155 diesen nach oben überragt. Die Achsen der Außenrolle 158 und der oberen Walze 150 verlaufen im wesentlichen parallel.

Für die Walzen des dem festen Ständer 154 am nächsten angeordneten Walzensatzes ist eine Antriebseinrichtung vorgesehen. Diese umfaßt jeweils ein angetriebenes Zahnrad 179 auf der Welle 150' der Walzen 150 und ein mit diesem in Eingriff stehendes Antriebszahnrad 163 auf dem Ende einer in einem Paar von Halterungen 161 am oberen Ende eines festen, von dem Rahmen 155 unabhängigen Rahmen 160 koaxial mit der Achse 153 der gedachten Zylinderfläche 151 gelagerten Antriebswelle 162, deren Ende durch den Rahmen 155 koaxial in die rohrförmige Halterung 174 ragt. Die Antriebseinrichtung für die Außenrolle 158 besteht aus einem mit dem Zahnrad 179 auf der Welle 150' der oberen Walze 150 fest verbundenen Zwischenrad 164 und einem mit diesem im Eingriff stehenden Zahnrad 165 auf der Welle 158' der Außenrolle 158.

Die Antriebseinrichtungen der übrigen Walzensätze bestehen aus an dem ständerseitigen Ende der Walzen 150 angeordneten Zahnrädern 166 mit gegenüber der Walze verringertem Durchmesser und aus einem mit diesen im Eingriff stehenden Zahnrad 168 als Teil einer Buchse 167, welche koaxial auf dem durch die rohrförmige Halterung 174 ragenden Teil der Antriebswelle 162 befestigt ist. Die Öffnung 175 in der Halterung 174 für jede Walze 150 weist dabei eine rechteckige Aussparung 169 zur Aufnahme des Zahnrades 166 auf. Die Achsen 152 einander entsprechender Walzen 150 zweier einander axial benachbarter Walzensätze sind gleichförmig gegeneinander peripherisch versetzt.

Eine Düse 172 eines (nicht dargestellten) Extruders für einen noch plastischen Kunststoffstrang 170 mit einem darin eingeschlossenen Verstärkungsstrang 171 aus härterem Kunststoff ist bei 173, wo sich die obere Walze 150 und die Außenrolle 158 gegenüberstehen, verstellbar angebracht. Bei der Drehung der Antriebswelle 162 werden über die jeweiligen Antriebseinrichtungen die Walzen 150 der Walzensätze und — mit entgegengesetztem Drehsinn — die Außenrolle 158 gedreht. Durch die Düse 172 tritt ein kontinuierlicher Kunststoffstrang 170 an der Stelle 173 tangential zu der gedachten Zylinderfläche 151 aus. Der Kunststoffstrang 170 wird peripherisch um die Walzen und gleichzeitig in Richtung der Achse 153 der gedachten Zylinderfläche 151 geführt und beschreibt somit die Bahn einer Schraubenlinie. Die aneinanderstoßenden Kanten einander benachbarter Windungen des Kunststoffstranges 170 überlappen einander und werden bei 173 durch den Druck der oberen Walze 150 und der Außenrolle 158 miteinander verschweißt. Dadurch wird ein kontinuierlicher Schlauch gebildet, der in Richtung der Achse 153 der gedachten Zylinderfläche 151 vorgeschoben wird.

Diese Ausführung mit in getrennten, in Richtung der Achse 153 der gedachten Zylinderfläche 151 hintereinander angeordneten Walzensätzen bietet den Vorteil, daß die Walzen 150 relativ kurz sein können und der Schlauch sehr gleichförmig über die einzelnen Sätze geführt wird, wodurch eine Verformung in axialer Richtung durch ungleichförmigen Vorschub vermieden ist.

Da jede Walze 150 jedes Walzensatzes frei drehbar in der auf dem festen Ständer 154 ruhenden rohrförmigen Halterung 174 gelagert ist, werden die auf die Walzen 150 ausgeübten Querkräfte durch die Halterung 174 aufgenommen und bewirken somit keine Verdrehung der Lagerstellen der Walzen 150. Dadurch kann jede der Walzen 150 gleichförmig um ihre geneigte Achse umlaufen, ohne daß es zu Verformungen der Lager kommt, womit eine hohe Lebensdauer der Vorrichtung gewährleistet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Schlauches aus thermoplastischem Kunststoff durch Aufwickeln eines kontinuierlichen Kunststoffstranges längs einer Schraubenlinie und überlappendes Verschweißen der aneinanderstoßenden Kanten einander benachbarter Windungen des Kunststoffstranges, mit mindestens einem Satz von in einem Rahmen über den Umfang einer gedachten Zylinderfläche verteilt um ihre Achsen drehbar angeordneten Walzen, deren Achsen mit der Achse der gedachten Zylinderfläche je einen gleichen kleinen Winkel einschließen, wobei mindestens eine der Walzen durch eine Antriebseinrichtung antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (31, ISO)" entlang der Achse (33, 153) der gedachten Zylinderfläche (30, 151) in mehreren Walzensätzen hintereinander angeordnet sind und die Achsen (32, 152) jeder der Walzen (31, 150) gegenüber der Achse (33, 153) der gedachten Zylinderfläche (30. 151) in tangentialer Richtung leicht geneigt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (31) axial im Abstand voneinander angeordnete Umfangsnuten (51) aufweisen, die gegenüber den Umfangsnuten (51) der jeweils benachbarten Walze (31) um das Maß des Vorschubes des Kunststoffstranges (47) axial versetzt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß um die Walzen (31) des in Vorschubrichtung ersten Walzensatzes entlang einer der Wendel des Kunststoffstranges (47) entsprechenden Schraubenlinie ein endloses Band (100) geschlungen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Außenfläche der Walzen (150) über die Fläche einer rohrförmigen Halterung (174) des Rahmens (155) hinausragt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (31, 150) konisch ausgebildet sind.