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Einführungsvorrichtung für Kunststoffrohr-Kalibratoren Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einführungsvorrichtung für Kunststoffrohr-Kalibratoren mit
einem Einführungsstück für das heiße, unmittelbar von der Extruderdüse kommende
Kunststoffrohr.
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Für Flüssigkeitsbad-Kalibratoren ist es bekannt, bei der an der Vorderwand
des Badtroges angebrachten Einführungsvorrichtung für das von der Extruderdüse.kommende
Kunststoffrohr einen ringsumlaufenden Schlitz vorzusehen dem Flüssigkeit zugeführt
wird, um das Kunststoffrohr vor und beim Einlaufen in das Einführungsstück
mit
Flüssigkeit zu benässen und zu verhindern, daß das einlaufende Kunststoffrohr umgebende
Luft in das Flüssigkeitsbad mit einzieht und dadurch noch teilweise trocken an die
ersten Siebblenden gelangt. Aus diesen bekannten Ringschlitzen tritt die Befeuchtungsflüssigkeit
im wesentlichen nur von der oberen Seite aus an das durchlaufende Kunststoffrohr.
Diese bekannten Naßeinführungsvorrichtungen ermöglichen zwar auch schon eine gewisse
Vorkühlung an der Oberfläche des in den Kalibrator einzuführenden Kunststoffrohres.
Diese Kühlwirkung mußte aber bisher möglichst gering gehalten werden, da sie wegen
der ungleichmässigen Zuführung des Befeuchtungsmittel sehr stark über den Umfang
des zu kalibrierenden Kunststoffrohres verschieden bzw. ungleichmässig warm und
dadurch erheblich Kalibrierungsschwierigkeiten verursachen konnte.
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Insbesondere müßte bei einer solchen bekannten Vorrichtung zur Erzielung
einer merklichen Kühlwirkung am unteren des Rohrumfanges der obere Bereich der Umfangsfläche,
wo die wesentliche Befeuchtungsmittelmenge zugeführt wird, verhältnismässig stark
abgekühlt werden und zwar auf Temperaturen die gegebenenfalls noch einen Thermoverformungsvorgang
nicht mehr aber einen möglichen Kalibriervorgang zulassen. Es ist aber bei den bekannten
Naßeinführungsvorrichtungen grundsätzlich nicht möglich den Druck in dem Befeuchtungsmittel
so stark zu erhöhen
daß sich ein ringsum aus dem Ringspalt austretender
Flüssigkeitsvorhang ergibt da sonst dieser Flüssigkeitsvorhang das noch weiche vom
Extruder kommende Rohr zuschlagen würde.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Einführungsvorrichtung
für Kunststoffrohr-Kalibratoren zu schaffen die zugleich mit dem sicheren Einführen
des von der Extruder?-Use kommenden Kunststoffrohres auch eine genau vorher bestimmbare
Temperatureinstellung an der Oberfläche des Kunststoffrohres ermöglicht, so daß
das Kunststoffrohr mit durch Profil und Material gegebener obtimaler Oberflächenteinperatur
in den Kalibrator geführt wird. Dieses beispielsweise von besonderer Bedeutung für
Kunststoffe die in plastische: umstand zum Kleben an der Metalloberfläche des Kalibrierwerkzeuges
neigen oder auch zu Kunststoffen deren zum Kalibrieren geeigneten plastischen Eigenschaften
innerhalb eines sehr engen Terperaturbereiches liegen tmd deshalb gegebenenfalls
noch einer Nachwärmung zur Einstellung der günstigsten Kalibriertemperatur bedürfen.
Von besonderer Bedeutung ist es für die Erfindung, daß diese unmittelbar vor dem
Kalibriervcrgang erfolgende ?erperatureinstellung möglichst gleichmässig auf dem
gesamten Rohru:nfang ist auch dann, wenn das Rohr ein verhältnismässig korrliviertes
Profil
hat. Da mit Kalibrlervorricbtungen Rohre verschiedensten Profils hergestellt werden
sollen und diese Rohre schon von der Extruderdüse her mit verschiedensten Profilen
vorbereitete werden, soll die Einfuhrungsvorrichtung auch dann noch eine ausreichend
gleichmässige Verteilung des zur Temperahreinstellung benutzten Wärmeträgers des
zu kalibrierenden Rohrprofils dies gewährleisten, wenn auch Rohre mit mehr oder
weniger komplizierter Profilform zu kalibrieren sind.
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Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, daß an der Si4afUhrungsöffnung
des Einführungsstückes eine Einrichtung zum Einstellen der Oberflächentemperatur
des Kunststoffrohres angeordnet ist, die mindestens einen Kranz, feiner im wesentlichen
auf das Kunststoffrohr gerichteter, in der Umfangsfläche der Einftihrungsöffnung
mündender Düsen für einen Wärmeträger enthält. Hierdurch wird der Oberfläche des
Kunststoffrohres eine Vielzahl sehr feiner Wärmeträgerstrahlen zugefUhrt, die sich
schon vor Erreichen der Rohroberfläche zumindest sehr weitgehend in einen Wärmeträgevorhang
auflösen und zwar durch Wirbelbildung und gegebenenfalls zusätzlich noch durch Vernebeln
bei flüssigen Wärmeträgern. Dadurch wird der Wärme träger wirksam aber ohne merklich
Dreuckeinwikung auf die Oberfläche des in den Kalibrator einzuführenden Kunststoffrohres
geführt. Mit
dem Düsenkranz läßt sich daher durch regelndes Zuführungsdruckes
des Wärmeträgers die Zuführungsmenge des Wärmeträgers und damit die Menge der zugeführten
oder abgeführten Wärme in ausreichend weitem Bereich regeln, ohne daß die feinen
Wärmeträgerstrahlen nachteilige Wikrung auf das Kunststoffrohr ausüben.
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Im Rahmen der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn der Düsenkranz
für gasförmige Wärmeträger, vorzugsweise KEhlluSt oder Warmluft eingerichtet ist.
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In besonders zweckmässiger Ausführungsform der Erfindung ist der Düsenkranz
durch einen mit einem stirnseitigen Rändelring gegen eine glatte Fläche gepressten
Einsatzring gebildet, der eine den Rändelring umgebende, einen Ringkanal bildende
umfängliche Ausnehmung oder Ringnut aufweist. Mit-dem stirnseitigen Rändelring läßt
sich in besonders einfacher Weise ein Kranz sehr eng nebeneinanderliegender und
trotzdem genau bemessener Düsen erzeugen. Die durch einen dahinter liegenden Ringkanal
sämtlich gleichmässig mit Wärmeträgern beschickt werden. Diese Ausbildung des Ddsenkranzes
gibt auch eine besonders günstige Möglichkeit mehrere9 solcher Düsenkränze hintereinander
in der
Bewegungsbahn des zu kalibrierenden KXnitoffrohres anzuordnen,
wenn dies für den Jeweiligen Anwendungsfall zweckmässig oder vorteilhaft erscheint.
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Im Rahmen der Erfindung ist es von besonderem Vorteil, wenn die Umfangsfläche
der Einführungsöffnung mit sich in Wanderrichtung des Kunststoffrohres verengenden
Querschnit und im Bereich hinter dem letzten Wärmeträger-Iüsenkranz zu gleitender
wärmeübertragender Berührung des Kunststoffrohres ausgebildet ist. Hierdurch läßt
sich in besonders einfacher Weise -zwischen der Oberfläche des in den Kalibrator
einzufübrenden Kunststoffrohres der Umfangs fläche der Einführungsöffnung ein Ringraum
aufrecht erhalten, in welchem der durch die Düsen zugeführte Wärmeträger voll wirksam
wird. Dieser Ringraum ist nach dem Kalibrator hin dann durch die Berührung des Kunststoffrohres
mit der Umfangsfläche der Einfübrungsöffnung abgeschlossen.
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Für die Verarbeitung solcher Kunststoffe die in plastischem Zustand
zum Kleben an Metalloberflächen neigen, beispielsweisepolyvinylchlorid und ähnliche,
kann im Rahmen der Erfindung die Umfangs fläche der Einführungsöffnung zumindest
in ihrem Beriihri ungsbereiah mit solchem Kunststoff belegt oder in einem Einsitzring
aus solchem Kunststoff ausgebildet nein, der zum gleitenden Führen des Materials
des zu kalibrierenden Rohres geeignet
ist. Beispielsweise kann
hierzu der Belag oder der Einsatz aus Polytetrafluoräthylen vorzugsweise mit wärmeleitenden
Füllmitteln bestehen.
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Für Differenzdruck-Nasskalibratoren ißt es im Rahmen der Erfindung
besonders vorteilhaft, wenn in Wanderrichtung des Kunststoffrohres an tlie Anführungsöffnung
eine erweiterte Schleussenkammer angeschlossen ist, in die Zuführungsöffnungen zur
im Kalibrator benutztes flüssiges Kühlmittel münden. Dieses flüssige Kühlmittel
kann vorher dazu benutzt werden, um das Einführungsstück auf die obtimale Einführungstemperatur
einzustellen, das heißt zu Kühlen oder zu Wärmen. Die mit flüssigen Kühlmittel des
Kslibrators arbeitende Schleussenkammer verhindert, daß Wärmeträger in den Plüssigkeitskalibrator
eingeschleppt wird. Dies ist von besonderer Bedeutung wenn gasförmige Wärmeträger,
beispielsweise Kühlluft oder Warmluft benutzt werden die Zuführungsöffnungen in
der Schleussenkuier können in Art von Plüssigkeitsstrahlen schräg in Wanderrichtung
auf das Kunststoffrohr richtenden Düsen ausgebildet sein. Durch die Schleussenkammern
wird ein wirksamer Abschluss zwischen der Temperaturvoreinstellung und der in dem
Flüssigkeitsbadkalibrator erfolgenden kombinierten Kühl-und Kalibrierwirkung geschaffen.
Darüber hinaus bildet die Schleussenkhammer mit ihrer besonders wirksamen Flüssigkeitszuführung
eine wesentlich verbesserte Befeuchtungs- und Benässungseinrichtung
für
das Kunststoffrohr#da das Kunststoffrohr die vorsugsweise kontinuierlich der Schleussenkammer
zugeführten Flüssigkeitsmenge ständig mit in den Trog des Nasskalibrabrs fördert
und dadurch vor und während seines Einlaufens in den Kalibratortrog wirksam mit
Feuchtigkeit benässt wird.
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Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung wird im Folgenden anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Ubersichtsskizze eines Flüssigkeitsbad-Kalibrators
mit Kalibrierwerkzeug und Einführungsvorrichtung in axialem Schnitt; Fig. 2 eine
Einführungsvorrichtung gemäss der Erfindung in axialem Schnitt; Fig. 3 die Einführungsvorrichtung
nach Fig. 2 in stirnseitiger Draufsicht teilweise abgebrochen und Fig. 4 eine rückwärtige
Ansicht-'und Schnittdarstellung nach Linie IV-IV der Fig. 2.
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Fig. 1 zeigt die Anbringung eines Kalibrier-Werkzeugsatzes und einer
Einführungsvorrichtung am Beispiel eines. Zweikainmer-Differenzdruck-Kalibrators.
Ein solcher Kalibrator besteht aus einem ringsum abgeschlossenen Trog 1 der in dem
dargestellten Beispiel mittels einer Trennwand 3 in zwei Kammern I und II unterteilt
ist. Beide Kammern sind bis oberhalb des durchlaufenden zu kalibrierenden Rohres
mit Kühlflüssigkeit gefüllt die in einem Kreislaufsystem mittels Pumpen ständig
in Umlauf gehalten wird. Dabei wird die Flüssigkeit ständig auf einem vorherbestimmten
Flüssigkeitsspiegel in jeder Kammer I und II gehalten. Oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
wird bei dem Differenzdruck-Kalibrator Vakuum aufrecht erhalten und zwar in der
Kammer I ein höheres Vakuum als in der Kammer II.
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Von der der Extruderdüse zugewandten Stirnwand 2 des Troges 1 aus
ist das aus einer Vielzahl von Siebblenden 4 zusammengesetzte Kalibrierwerkzeug
in die Kammer I eingesetzt. Es trägt an seinem äusseren Ende einen es in der Kammer
I zentriert haltenden und gegenüber der Druckstirnwand 2 abdichtenden Stirnflansch
5 und am inneren Ende ein Führungsrohr 6. Mit diesem Rührungsrohr 6 ragt das Kalibrierwerkzeug
in die Kammer II und wird mittels eines Stirnflansches 7 zentriert und mit O-Ring
abgedichtet
in der Trennwand 3 gehalten. Zur Abdichtung gegenüber der Kammer II ist vor das
#uhrungsrohr 6 eine dem Profil des kalibrierten Rohres angepasste Trenndichtung
8 eingesetzt. Die Siebblenden 4 des Werkzeuges sind durch Abstandhalter 9 in den
gewünschten gegenseitigen Abständen gehalten.
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Alle Teile des Werkzeuges vom Stirnflansch 5 bis zum Führungsrohr
6 sind auf sich axial erstreckende Bolzen 10 aufgesetzt und mit Spannschrauben 11
zusammengezogen.
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Anstelle der in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Einführungsvorrichtung
12 ist gemäss der Erfindung insbesondere durch spezielle Anwendungsfälle eine Einfürrungsvorrichtung
mit Temperatureinstelleinrichtung auf den Stirnflansch 5 aufzusetzen.
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Die Fig. 2 bis 4 zeigen als Beispiel eine Kühl-Einführungsvorrichtung
wie sie dann zu benutzen ist, wenn Kunststoffe verarbeitet werden, die sich in plastischem
Zustand zum Kleben an Metalloberflächen neigen. Die Eimstellvorrichtung, im wesentlichen
gleichen Aufbaues, kann auch den Jeweiligen Anforderungen eines Anwendungsfalles
entsprechend zum Nachwärmen der Oberfläche eines Kunststoffrohres benutzt werden,
wenn anstelle kalter Wärmeträger also Kühlmittel, warme oder heisse Wärmeträger
den im Folgenden beschriebenen Temperatureinstelleinrichtung en zugeführt werden.
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Die in den Fig. 2 bis 4 gezeigte Kühl-Einführungsvorrichtung besteht
im wesentlichen aus einer Gehäuseplatte 21 und einem Einsatz 22. Der Einsatz 22
ist mit einem Ringbund 23 zentriert in die zentrische Bohrung des Stirnflansches
5 eingesetzt, während die Gehäuseplatte 21 mit dem Einsatz 22 verlötet ist.
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Die Gesamtheit der Kühl-Einführungsvorrichtung ist dann mittels durch
die Gehäuseplajtte 21 kreisender Schraubenbolzen am Stirnflansch 5 festgezogen und
mittels eines in die rückwärtige Sirnfläche der Gehäuseplatte 21 eingesetzten O-Ringes
24 ringsum gegenüber dem Stirnflansch 5 abgedichtet.
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Sowohl die Gehäuseplatte 21 als auch der Einsatz 22 enthalt#en die
sich axial erstreckende sich von aussen nach innen verjüngende Einführungsöffnung
25 die im dargestellten Beispiel entsprechend dem vorgesehenen Anwendungszweck etwa
halbmondförmiges Profil aufweist. Die EinfUhrungsöffnung 25 wird etwa im äusseren
Drittel durch'eine sich quer dazu erstreckende Kühlkammer 26 geschnitten. DieseKühlkammer
26 ist dadurch gebildet, daß die Gehäuseplatte 21 an ihrer dem Einsatz 22 gegenüber
liegenden inneren Stirnfläche vertieft ist. Diese die Kühlkammer 26 bildende Vertiefung
ist mit einem ringförmigen Wandbereich 27 umgeben, der stirnseitig mit einer radial
einwärts gerichteten
Riffelung 28 ausgebildet ist. Dieser Wandbereich
27 ist selbst wieder durcheine Ringnut 29 umgeben, die mit Anschlußbohrungen 30
für Kühlluft oder Warmluft in Verbindung steht und so einen Ringkanal zum Zuführen
des Wärme trägers zu der Riffelung 28 darstellt. -Die Riffelung 28 selbst bildet
mit der ihr gegenüberliegenden# Stirnfläche des Einsatzes 22 einen engen radial
einwärts gerichteten in die Einführungsöffnung 25 mUnd enden Düsenkranz.
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Der Einsatz 22 ist im dargestellten Beispiel aus Metall, beispielsweise
Messing oder Stahl hergestellt, er könnte Jedoch auch aus Kunststoff, beispielsweise
Tetrafluoräthylen bestehen, der mit wärmeleitenden Stoffen beispielsweise Messing
, Pulver oder dergl. gefüllt ist. Der Einsatz 22 ist an einem ringförmigen äusseren
Bereich 31 gegen eine Schulter in der den Einsatz 22 aufnehmenden Ausnehmung der
Gehäuseplatte 28 gesetzt, wobei der ringförmige die Rändelung 28 tragende Wandteil
27 um ein geringes Maß gegenüber dieser Schulter 31 vorsteht um ein festes Anpressen
der Rändelung an die Stirnfläche des Einsatzes 22 zu gewährleisten. Auf diese Weise
bildet die innere Stirnfläche des Einsatzes 22 den dichten Abschluß des Ringkanales
29, die Führungsfläche durch die die Rändelung 28 die Funktion eines Düsenkranz
es
erhält und schliesslich die in Wanderrichtung des Rohres vordere BegrenzungsSläche
der Kühlkammer 26. In der Umfangsfläche des Einsatzes 22 ist eine ringsum laufende
Nut -32 angebracht die mit der Umfangsfläche der Ausnehmung der Gehäuseplatte 21
einen Ringkanal bildet. In diesen Ringkanal münden ZufUhrungsbohrungen 35 für flüssiges
Kühlmittel wie es in dem Flüssigkeitsbad-Kalibrator benutzt wird. Auf diese Welse
wird auch der Einsatz 22 gekühlt, da im letzten Bereich seiner Innenfläche der Einführungsöffnung
25 das zu kalibrierende Kunststoffrohr mit dem Einsatz 22 in Berührung kommt und
dadurch Wärme direkt-auf den Einsatz 22 überträgt. Zur weiteren Kühlung des Einsatzes
22 ist in seinem mittleren Bereich von der den Kalibrator zugewandten Stirnseite
her eine Bohrung 34 angebracht, in die das im Kalibrator benutzte Kühlmittel vom
Inneren des Kalibrators her gelangt.
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Im mittleren Bereich seiner dem Kalibrator zugewandten Stirnfläche
ist der Einsatz 22 mit einer Ausnehmung w beispielsweise einer Mulde mit rundem
Querschnitt ausgebildet. Diese Ausnehmung 35 bildet eine Schleussenkammer in die
von der Ringnut 32 bzw, den von dieser gebildeten Ringkanal kommende Bohrung 36
münden.
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Diese Bohrungen können in größerer Anzahl vorgesehen sein,
beispielsweise
sind im vorliegenden Beispiel 24 derartiger Bohrungen 36 vorgesehen.
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Im Betrieb wird das vom Extruder kommende Kunststoffrohr durchdie
Einführungsöffnung 25 zu dem Flüssigkeitsbad-Kalibrator gefördert. Die Einstellung
des Kalibrators gegenüber dem1usgang der Extruderdüse so eingerichtet, daß das Kunststoffrohr
erst im letzten Teil der Einführungsöffnung 25 mit deren Umfangsfläche in Berührung
kommt. Dadurch tildet sich zu beiden Seiten der Xühlkammer 26 ein nach rückwärts
offener #paltfÖrmiger Ra-um zwischen der Oberfläche des Eunststoffrohres und der
Innenflächeder Einführungsöffnung 25. Durch die Zuführungsbohrungen 30.
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wird Kühlluft in den Ringkanal 29 gedrückt die durch-Rädelung-28 gebildeten
Düsen in Form feiner Luftstrahlen radial einwärts in die Kühlkammer 26 geblasen
wird. In dieser Kühlkammer 26-werden dann diese Luftstrahlen verwirbelt und kommen
in wirksame kühlende Berührung mit der Oberfläche des Kunststoffrohres.
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Die Abfuhr der Luft erfolgt nach rückwärts durch den zwischen der
Oberfläche des Kunststoffrohres und der Innenfläche der Einführungs-Öffnung gebildeten
Ringspalt.
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Geichzeltig wird eine vorherbestimmte Menge von in dem-FlUssigkeitsbad-K@@@brator
@enutzten flüssigen Kühlmittel durch die
Zuführungsbohrung 33 zu
dem Ringkanal 32 geführt und dient dort zur Kühlung des Einsatzes 22.
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Von dem Ringkanal 32 tritt das flüssige Kühlmittel durch die Bohrungen
36 in die Schleussenkammer 35 und umspült dort das Kunststoffrohr. Dadurch wird
erreicht, daß kein gasfÖrmiges Kühlmittel also keine Kühlluft aue dem Bereich der
Kühlkammer 26 in das Innere des Flüssigkeitsbad-Kalibrators gelangen kann.
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lndererseits wird durch das wirksame Spülen des Kunststoffrohres mit
Kühlflüssigkeit erreicht, daß das Kunststoffrohr gut,mit Ktthlfltlesigkeit benäsat
zur ersten Siebbiende gelangt. Da die Schleussenkammer 35 nach dem Inneren des Kalibrators
hin offen ist wird die Kühlflüssigkeit von der Sohleussenkammer 35 in den Flüssigkeitsbad-Kalibrator
gespült.
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Alle in der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung wiedergegebenen
Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können für sich allein oder in Jeder denkbaren
Kombination von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung sein.
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Patentansprüche: