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Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Vorrichtung zum fortlaufenden
Verformen, z. B. Wellen von Kunststoffschläuchen in warmplastischem Zustand, bei
der sich gegenüberliegende Matrizenhälften in einer Vielzahl von Teilmatrizen zu
zwei endlosen, geführten Gliederverbänden aneinandergereiht sind, die je eine gerade
Arbeitsstrecke lang axial abstandslos einander zu einer geschlossenen Hohlform ergänzend
und nur am Anfang der geraden Arbeitsstrecke synchron mittels Zahnradantriebs getrieben
nebeneinander herlaufen.
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Aus der USA.-Patentschrift 2075735 ist eine Vorrichtung bekannt,
bei der zunächst über einem Dorn Kunststoff in Rohrform gepreßt und dann in eine
wandernde Form vorgeschoben wird, in welcher der Innenraum des so erzeugten Kunststoffrohrs
von dem Dorn abgestützt wird. Die wandernde Form wird von einer Vielzahl von Teilmatrizen
gebildet.
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Dabei liegen sich zwei endlose, über Zahnräder umlaufende Ketten gegenüber,
welche jeweils Teilmatrizenhälften tragen, die sich auf einem Teil der Umlaufstrecke,
der sogenannten Arbeitsstrecke, geradlinig nebeneinander herbewegen und sich hierbei
zu einer geschlossenen, wandernden Hohlform ergänzen. Eine derartige Vorrichtung
ist in verschiedener Hinsicht mangelhaft. Auch wenn man davon absieht, daß bei der
bekannten Vorrichtung beim Schließen der einander gegenüberliegenden Matrizenhälften
zu einer Hohlform die Matrizenhälften sich in den Kunststoff eingraben und dadurch
Festigkeit und Aussehen des erzeugten Rohrs nachteilig beeinflussen, bringt auch
die Anordnung der einzelnen Teilmatrizen auf umlaufenden, endlosen Ketten verschiedene
Mängel mit sich. So ist eine derartige Konstruktion baulich aufwendig. Sie hat darüber
hinaus den Nachteil, daß, wenn man sich bei der Dimensionierung der Teilmatrizen
nicht an die Teilungen serienmäßig gefertigter Zahnketten halten will, entsprechende
Ketten in Einzelfertigung produziert werden müssen, was den Aufwand noch weiter
erhöht. Auch ist das Auswechseln der Matrizen aufwendig, da jede Matrize für sich
an der Kette befestigt ist. Die Synchronisierung des Antriebs ist ebenfalls schwierig
einwandfrei zu lösen, da das in der Regel immer vorhandene Spiel zwischen den Antriebselementen,
welche die beiden getriebenen Kettenräder verbinden, ausgeschaltet oder kompensiert
werden muß. Eine Möglichkeit zum Verhindern des Auftretens von Spalten zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Matrizenhälften, wenn im Laufe der Zeit die Ketten sich
längen, ist bei dieser bekannten Konstruktion nicht vorgesehen.
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Im Hinblick auf den letzten Nachteil schafft eine weitere bekannte
Konstruktion mit von umlaufenden Ketten getragenen Matrizenhälften Abhilfe, bei
welcher die Umlenkkettenräder am Beginn der Arbeitsstrecke angetrieben sind. Dadurch
sind die Matrizenhälften in der Arbeitsstrecke geschoben, so daß auch, wenn die
Kette sich längt, die entsprechenden Spalte nur an der Rücklaufstelle auftreten
können.
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Im übrigen weist diese aus der USA.-Patentschrift 2 866230 bekannte
Konstruktion die gleichen Mängel auf wie die oben als bekannt erläuterte Vorrichtung.
Schließlich ist beiden bekannten Konstruktionen noch die Problematik der richtigen
Einführung der Matrizenhälften in die Arbeitsstrecke und des Ablösens derselben
am Ende der Arbeitsstrecke vom Werkstück gemeinsam. Während die
erst erläuterte Konstruktion
hier keine Lösungsmittel vorsieht und daher das obenerwähnte Sicheindrücken der
Matrizenhälften in das Werkstück mit sich bringt, ist bei der letztgenannten Konstruktion
eine aufwendige Einrichtung vorgesehen, um am Beginn der Arbeitsstrecke die Matrizenhälften
von sie tragenden, an der umlaufenden Kette befestigten Halterungen vorzuschieben
und am Ende der Arbeitsstrecke wieder zurückzuziehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Antriebsmittel, also
die Mittel zum Bewegen und Führen der Matrizenhälften, in baulicher Hinsicht zu
vereinfachen und ihre Auswechslung zu erleichtern.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einzelmatrizen
eines jeden Gliederverbandes lose aneinandergereiht sind, wobei die Matrizenhälften
an einer der Form abgekehrten Seite Zahnstangenzähne für den Eingriff des Zahnradantriebs
aufweisen.
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Durch eine solche Ausbildung fällt der gesamte Kettenantrieb weg,
und man kommt mit verhältnismäßig einfachen Führungen für die Matrizen auf deren
Rückleitung aus. Die Kühlung der Matrizen auf der Arbeitsstrecke wird durch den
Wegfall der Ketten erleichtert. Da der Zahnstangenantrieb am Beginn der Arbeitsstrecke
angeordnet ist und die einzelnen Matrizenhälften geschoben werden, ist auch die
Gefahr von Spalten zwischen den einzelnen Teilmatrizenhälften in der Arbeitsstrecke
vermieden. Die Matrizenhälften können selbst einfach aufgebaut sein. Das Problem
ihrer Einleitung in die Arbeitsstrecke und ihres Entfernens vom fertigen Werkstück
am Ende der Arbeitsstrecke läßt sich ebenfalls leicht lösen, da man bei der Wahl
der Form der Umlaufbahn am Beginn und am Ende der Arbeitsstrecke nicht mehr auf
die Umfangsform von Kettenrädern angewiesen ist.
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Vorzugsweise sind die Zahnstangenzähne für den gemeinsamen Antrieb
durch ein Treibzahnrad an den in einer Ebene liegenden Seiten der Matrizenhälften
angeordnet. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Synchronisierung der beiden Matrizenhälftengliederverbände
erreicht. Ein Verschieben derselben gegeneinander ist ausgeschlossen.
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Wenn im Laufe der Zeit eine gewisses Spiel in der Verzahnung auftritt,
wird die Abnützung in jedem der beiden Gliederverbände gleich sein, so daß auch
hier eine Änderung der vom Anfang an eingestellten Synchronisierung nicht zu befürchten
ist. Darüber hinaus ist diese Antriebsanordnung äußerst einfach, da ein einziger
Antriebsstrang bis unmittelbar an die Matrizenhälften selbst geführt werden kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der 'L70rrichtung gemäß
der Erfindung dargestellt. Dieses zeigt eine Vorrichtung zum Wellen der Wandung
eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff nach dem Austreten desselben aus einer
zunächst glattwandige Rohre erzeugenden Strangpresse. In der Zeichnung veranschaulicht
Fig. 1 den Schnitt 1-1 der Fig. 2, F i g. 2 die Draufsicht der Gesamtvorrichtung,
Fig. 3 den Schnitt III-III der Fig. 2, Fig. 4 die Innenansicht einer Matrizenhälfte,
F i g. 5 die zugehörige Draufsicht und F i g. 6 die zugehörige Seitenansicht.
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Die Vorrichtung ist auf eine Grundplatte 1 aufgebaut. Rechts in F
i g. 1 und 2 befindet sich eine
Düse 2 mit einem Hohldorn 3. Durch
einen zwischen beiden befindlichen Ringspalt 4 drückt eine Presse (nicht dargestellt)
den teigigen Kunststoff, der dabei zu einem zunächst noch glatten Rohr (nicht dargestellt)
geformt wird. Eine zentrale Öffnung 5 des Hohldorns 3 dient zur Zuführung des z.
B. aus Luft bestehenden Druckmediums. Sie trägt an ihrem linken Ende einen Dorn
6. Letzterer hat eine zentrale Bohrung 7, von der Bohrungen 8 die Druckluft in das
Innere des laufend entstehenden Kunststoffrohrs strömen lassen. Der Dorn 6, der
über die ganze Arbeitsstrecke A reicht, besitzt im Abstand von der Düse 2 eine Verdickung
9, die die Druckluft am Entweichen hindert.
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Die zusammengehörigen, also paarigen Matrizenhälften 10, 11 haben
innenseitig Rippen 12 und Rillen 13 (F i g. 4), die in Umfangsrichtung verlaufen
und sich in der Arbeitsstellung der Matrizenhälften 10, 11 zu geschlossenen Ringen
ergänzen. Die Matrizenhälften 10 sind nicht miteinander verbunden und bilden für
sich einen lückenlosen und endlosen Gliederverband, ebenso die Matrizenhälften 11.
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Erstere laufen in einer endlosen Bahn 14, letztere in einer endlosen
Bahn 15. Beide Bahnen sind gleich lang. Jede hat die Form eines Kanals mit einem
Boden 16, Seitenwänden 17, 18 und einer Abdeckung 19. Auf der geraden Arbeitsstrecke
A, in die Keile 20 überleiten, weisen die Seitenwände 18 als Kühlkanäle dienende
Aussparungen 21 auf, die durch aufgeschraubte Blechstreifen 22 abgedeckt und durch
zwischengefügte Einlagen abgedichtet sind. Das Kühlwasser wird durch Schlauchtüllen23
zugeführt und durch Schlauchtüllen 24 abgeführt.
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Die Seitenwände 17 sind auf die Länge der Strecke A unterbrochen.
Die Bahnen 14 und 15 laufen hier ohne seitlichen Abstand nebeneinander her. Sie
bilden also eine einzige Bahn doppelter Breite. Hier kommen daher die Matrizenhälften
10, 11 unmittelbar aneinander zu liegen, wobei sie sich gegenseitig zu einer geschlossenen
Hohlform ergänzen. Sie berühren sich dabei an Stoßflächen25. Darüber sind Abschrägungen
26, 27, 28 vorgesehen, die keilförmige Zwischenräume einschließen. An diesen Abschrägungen
werden die Matrizenhälften 10, 11 durch die Keile 20, die in gleicher Höhe liegen,
in die Arbeitsstrecke A eingeleitet bzw. aus dieser in die Bahnen 14, 15 übergeführt.
Die Kurvenstrecken der Bahnen 14 und 15 sind, damit sie die Matrizenhälften aufnehmen
können, breiter als die Matrizenhälften selbst gehalten.
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Auf der Unterseite weist jede der Matrizenhälften 10 und 11 über
ihre ganze Länge angeordnete Zahnstangenzähne 29 auf, mit denen sie auf dem Boden
16 gleitet.
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Die Zahnstangenzähne 29 der aufeinanderfolgenden Matrizenhälften
ergänzen sich auf der Arbeitsstfecke A zu einer gleichmäßig fortlaufenden Zahnstange.
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Am Anfang der Arbeitsstrecke A, und zwar ungefähr unter dem vorderen
Ende der Düse 2, befindet sich ein stationäres Treibzahnrad 30, das auf einer Triebwelle
31 sitzt. Die Grundplatte 1 und die Böden 16 haben hier eine Durchbrechung 32, durch
die
hindurch das Treibzahnrad 30 mit den Zahnstangenzähnen 29 des jeweils darüberliegenden
Matrizenhälftenpaares im Eingriff steht. Das Treibzahnrad 30 ist so breit, daß es
beide nebeneinanderliegenden Zahnstangenzähne 29 gleichzeitig zu fassen vermag.
An Stelle eines einzigen Treibzahnrades können auf der Triebwelle 31 auch deren
zwei vorgesehen sein, für jede Reihe von Zahnstangenzähnen ein eigenes.
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Nachstehend wird die Wirkungsweise der Vorrichtung beschrieben.
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Die Presse erzeugt mittels der Düse 2 das vorerst noch glatte Kunststoffrohr.
Gleichzeitig wird das Treibzahnrad 30 angetrieben, das unmittelbar zwar nur das
jeweils in seinem Bereich befindliche Matrizenhälftenpaar 10, 11 nach vorwärts,
d. h. von der Düse 2 weg, schiebt. Sobald es dieses Matrizenhälftenpaar über sich
hinausgeschoben hat, erfaßt es schon wieder die Zahnstangenzähne des nachfolgenden
Matrizenhälftenpaars usw., so daß beide Matrizenhälftengliederverbände ununterbrochen
im Umlauf gehalten werden. Die Drehzahl des Treibzahnrads 30 ist so gewählt, daß
die Matrizenhälftengliederverbände die gleiche Geschwindigkeit haben wie das aus
der Presse kommende Kunststoffrohr.
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In der zwischen der Düse 2 und der Verdickung 9 des Dorns 6 liegenden
Arbeitsstrecke A wird das noch plastisch verformbare Rohr durch die in seinem Inneren
wirkende Druckluft gegen die Innenseite der hier geschlossenen Matrizenhälftenpaare
10, 11 gepreßt, wodurch es das Rippen-Rillen-Profil dieser Matrizenhälften annimmt.
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Auf der Arbeitsstrecke A wird das Rohr durch die Aussparungen 21
durchströmendes Frischwasser gekühlt, so daß es rasch erhärtet. Am Ende dieser Strecke
öffnen sich die Matrizenhälftenpaare 10, 11 und geben die zugehörigen fertigen Rohrabschnitte
nacheinander frei.