DE1911223B2 - Einfuehrungsvorrichtung fuer einen fluessigkeitsbad-kalibrator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einführungsvorrichtung für einen Flüssigkeitsbad-Kalibrator für einen aus einer Strangpresse austretenden rohrförmigen Profilstrang aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem in einem mindestens teilweise mit Kühlflüssigkeit gefüllten Kalibratortrog ein Kalibrierwerkzeug mit Einführungsstück für den heißen, unmittelbar von der Strangpresse kommenden Profilstrang vorgesehen ist. wobei das Einführungsstück erst den Zutritt von Kalibratorflüssigkeit zum Profilstrang vor dem eigentlichen Kalibrierwerkzeug ermöglicht.

Bei Flüssigkeitsbad-Kalibratoren der oben beschriebenen Art ist es bekannt, bei der an der Vorderwand des Kalibratortroges angebrachten Einführungsvorrichtung für das von der Strangpreßdüse kommende Kunststoffhohlprofil einen ringsum laufenden Schlitz vorzusehen, dem Flüssigkeit zugeführt wird, um den Kunststoff-Profilsirang vor und beim Einlaufen in das Einführungss-'ück mit Flüssigkeit zu benetzen, und zu verhindern, daß der einlaufende Kunststoff-Profilstrang umgebende Luft in das Flüssigkeitsbad mit einbezieht, und dadurch noch teilweise trocken an die ersten Siebblenden gelangt. Aus diesen, durch Einsatz in der Praxis bekannten Ringschlitzen tritt die Befeuchtungsflüssigkeit im wesentlichen nur von der oberen Seite an den durchlaufenden Kunststoff-Profilstrang. Diese bekannten Naßeinführungseinrichtungen ermöglichen zwar auch schon eine gewisse Vorkühlung an der Oberfläche des in den Kalibrator einzuführenden Kunststoffprofilstranges. Diese Kühlwirkung mußte aber bisher möglichst gering gehalten werden, da sie wegen der ungleichmäßigen Zuführung des Befeuchtungsmittels über den Umfang des zu kalibrierenden Kunststoff-Profilstranges verschieden bzw. ungleichmäßig ist.

Beim Strangpressen von Rohren (US-PS 25 19 375) ist es bekannt, direkt im Anschluß an die Strangpreßdüse vor dem eigentlichen Kalibrierwerkzeug ein Einführungsstück so auszubilden, daß entweder in Strangpreßrichtur.g zu Beginn des Einführungsstückes ein Kranz feiner, in radialer Richtung gegen den Profilstrang gerichteter Düsen für einen gasförmigen Wärmeträger angeordnet ist oder eine sich in ihrem Querschnitt verengende Einführungsöffnung zum Zwecke wärmetragender Berührung nachgeschaltet ist, wobei sich in beiden Fällen das direkt anschließende Kalibrierwerkzeug in seinem Querschnitt entsprechend der Abkühlung infolge wärmeübertragender Berührung verengt.

Weiterhin ist es beim Kühlen von mit Kunststoff beschichteten Rohren (US-PS 22 87 825) bekannt, bei der Einführungsöffnung in einen Kühltrog ein Einführungsstück anzuordnen, in welchem eine als Schleusenkammer ausgebildete Ausnehmung vorgesehen ist, in die von einer Ringnut kommende Öffnungen zum Bespülen des Rohres mit Kühlflüssigkeit münden. Es ist ferner bei Flüssigkeitsbad-Kalibratoren bekannt, zwischen dem Einführungsstück in das Kalibrierwerkzeug und der der Strangpresse zugewandten Stirnwand des Kalibratortroges einen ringförmigen Raum zu bilden, in welchem der Kalibratorflüssigkeilszutritt zu dem von der Strangpresse kommenden Profilstrang ermöglicht wird, bevor dieser in das eigentliche Kalibratorwerkzeug gelangt (DT-AS 11 87 361, Fig 9). In diesem ringförmigen Raum kann es aber nur dann zu einer wirksamen, gleichmäßigen Berührung zwischen Kalibratorflüssigkeit und Umfangsflächc des Profilstranges kommen, wenn relativ einfache Profilformen, beispielsweise runde oder rechteckige Rohrprofile, vorgesehen sind. Außerdem besteh! bei dieser bekannten Vorrichtung der Mangel, dafi Kalibratorflüssigkeit am unteren Teil der Einlaßöffnung für den Profilstrang in den Kalibratortrog gegen die Strangpreßrichtung entlang des Profilstranges austritt also dort bereits eine stärkere Kühlung hervorruft, al: im oberen Teil der Einführungsöffnung, wobei außer dem neben der Notwendigkeit, diese austretende Kalibratorflüssigkeit aufzufangen und in den Flüssig keitskrcislauf zurückzuführen, auch unmöglich gemach wird, über dem Flüssigkeitsbad im Kalibratortrog einer Unterdruck aufrecht zu erhalten. Schließlich ist diesi

bekannte Vorrichtung ebenso wie die eingangs erörterten Naßeinführungsvorrichtungen auf den Einsatz an Profilsträngen aus solchem Kunststoff beschränkt, der in seinem unmittelbar nach dem Strangpressen bestehenden heißen Zustand ohne Schaden mit der Kalibratorflüssigkeit in Berührung gebracht werden kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einführungsvorrichtung Tür Flüssigkeitsbad-Kalibratoren zu schaffen, bei der ein von der Strangpresse kommender rohrförmiger Profilstrang aus thermoplastischem Kunststoff an seiner Oberfläche eine geeignete Temperatureinstelliing erfährt, bevor er abdichtend mit der Innenfläche einer Einführungsöffnung und mit der Kalibratorflüssigkeit in Berührung kommt, so daß der Profilstrang mit durch Profilform und Material gegebene optimale Oberflächentemperatur in den Flüssigkeitsbad-Kalibrator eingeführt wird, und dabei auch keine schädigenden Gasblai'en in das Kalibratorwerkzeug mitnimmt. Dies soll auch dann sichergestellt sein, wenn der Profilstrang mehr oder weniger komplizierte Profilform erhalten soll, bzw. von der Strangpresse her bereits hat.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Einführungsstück aus drei Abschnitten mit folgenden Merkmalen besteht:

a) In Strangpreßrichtung ist zu Beginn des Einführungsstückes ein Kranz feiner, in radialer Richtung gegen den Profilstrang gerichteter Düsen für einen gasförmigen Wärmeträger angeordnet, dem

b) eine sich in ihrem Querschnitt verengende Einführungsöffnung zum Zwecke wärmeübertragender Berührung nachgeschaltet ist, und

c) an der Rückseite des Einführungsstückes ist hinter der Einführungsöffnung eine als Schleusenkammer ausgebildete Ausnehmung angeordnet, in die von einer Ringnut kommende Bohrungen zum Bespülen des Profilstranges mit Kalibrierflüssigkeit münden.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß dem aus der Strangpreßdüse kommenden Kunststoff-Profilstrang vor Erreichen des eigentlichen Kalibrators eine optimale Vorbehandlung erteilt werden kann. Diese optimale Vorbehandlung ist praktisch unabhängig von der Hohlprofilform, und läßt sich ohne Schwierigkeit jeglichen Bedingungen des aus der Strangpreßdüse kommenden Stranges und des anschließenden Kalibriervorganges anpassen. Beispielsweise kann der in StrangpreßrichtMng zu Beginn des Einführungsstückes auf den Profilstrang geblasene gasförmige Wärmeträger zum Abkühlen der Strangoberfläche benutzt werden, so daß ein glattes, sicheres Gleiten des Profilstranges durch die sich in ihrem Querschnitt verengende Einführungsöffnung gewährleistet ist, auch wenn der stranggepreßte Profilstrang aus Kunststoff besteht, der in plastischem Zustand zum Kleben an der Metalloberfläche des Kalibrierwerkzeuges neigt. Dieses Abkühlen der Oberfläche des Profilstranges vor Einlaufen in die Einführungsöffnung ist auch von besonderem Vorteil für Profilstränge aus solchem Kunststoff, der in heißem, plastischem Zustand bei Berührung mit Flüssigkeit zum Verlieren seiner glatten Oberfläche, also Blasen- oder Narbenbildung, neigt. Das mit dem gasförmigen Wärmeträger vorgenommene Temperieren des stranggepreßten Profilstranges kann umgekehrt auch ein nachträgliches Erwärmen beinhalten, das beispielsweise dann von Vorteil und Bedeutung ist, wenn der Profilstrang aus solchem Kunststoff stranggepreßt wird, dessen zum Kalibrieren geeignete plastischen Eigenschaften innerhalb eines sehr engen Temperaturbereiches liegt und deshalb gegebenenfalls noch einer Nacherwärmung zum Einstellen der günstigsten «.alibriertemperatur bedarf.

Alle diese vorteilhaften Temperatureinstellungen am Kunststoff-Profilstrang lassen sich durch die Erfindung sicher und gleichmäßig auf den gesamten Umfang des Profilstranges auch dann erreichen, wenn dieser ein

ίο verhältnismäßig kompliziertes Profil hat. Durch die Einführungsöffnung mit sich in Strangpreßrichtung verengendem Querschnitt kommt es hinter dem Wärmeträger-Düsenkranz zu gleitender, wärmeübertragender Berührung des Kunststoff-Profilstranges mit der Innenfläche der Einführungsöffnung. Einerseits wird hierdurch die mit dem gasförmigen Wärmeträger eingeleitete Temperatureinstellung auf der Oberfläche des Profilstranges wirkungsvoll festgesetzt. Zum anderen wird durch die Berührung des Profilstranges mit der Innenfläche der Einführungsöffnung eine wirksame Abdichtung des Flüssigkeilsbad-Kalibrators sowohl gegen Austreten von Flüssigkeit nach außen als auch durch Eindringen von gasförmigem Medium, beispielsweise Luft, in das Innere des Kalibratortroges geschaffen.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Düsen des Düsenkranzes für den gasförmigen Wärmeträger durch einen mit einem stirnseitigen Rändelring gegen eine glatte Fläche eines Einsatzringes gepreßten ringförmigen Wandbereich gebildet, der eine den Rändelring umgebende 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 den darunterliegenden Ringkanal sämtlich gleichmäßig mit gasförmigem Wärmeträger beschickt werden.

Im Rahmen der Erfindung empfiehlt es sich ferner, die innere Oberfläche der Einführungsöffnung mit einem das Gleiten begünstigenden Kunststoff, beispielsweise Polytetrafluoräthylen mit wärmeleitenden Füllmitteln, zu belegen oder in einem Einsatzring aus solchem Kunststoff zu bilden. Eine solche Ausbildung der Einfühlungsöffnung ist besonders günstig für die Bearbeitung solcher Kunststoffe, die in plastischem Zustand zum Kleben an Metalloberflächen neigen, beispielsweise Polyvinylchlorid oder ähnliche.

Dadurch, daß an der nach dem Inneren des Kalibratortroges liegenden Rückseite hinter der Einführungsöffnung eine als Schleusenkammer ausgebildete Ausnehmung angeordnet ist, in die von einer Ringnut kommende Bohrungen zum Bespülen des Profilstranges mit Kalibratorflüssigkeit münden, wird verhindert, daß gasförmiger Wärmeträger in den Kalibratortrog, und vor allem in das Kalibrierwerkzeug eingeschleppt werden könnte. Durch die Schleusenkammer wird ein wirksamer Abschluß zwischen der Temperatur-Voreinstellung am Profilstrang und der im Flüssigkeitsbad-Kalibrator erfolgenden kombinierten Kühl- und Kalibrierwirkung geschaffen. Darüber hinaus bildet die Schleusenkammer mit ihrer besonders wirksamen Flüssigkeitszuführung eine wesentlich ve besserte Befeuchtungs und Bcnet/.ungseinrichtung für den Profilstrang, die auch hoher Durchlaufgeschwindigkeit des Profilstranpcs durch den Kalibrator gewährleistet, daß der Profilstrang wirksam befeuchtet und benetzt und von evtl. eingeschleppten Gasresten befreit in das Kalibrierwerkzeug gelangt. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Bohrungen für Kalibratorflüssigkeit schräg in

.Strangpreßrichtung auf den Profiist, ng gerichtet sind. Dies bietet den Vorteil, daß die Bcspülungswirkung auch noch außerhalb der Schleusenkammer im Kalibratortrog gegebenenfalls bis an den Eingang des eigentlichen Kalibrierwerkzeugs aufrecht erhalten wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Übersichtsskizze eines Flussigkeitsbad-Kalibrators mit Kalibrierwerkzeug und Einführungsvotrichtung in axialem Schnitt,

F i g. 2 eine Einführungsvorrichtung im axialen Schnitt,

Fig. 3 die Einführungsvorrichtung nach Fig. 2 in stirnseitiger Draufsicht, teilweise abgebrochen, und

Fi g. 4 eine rückwärtige Ansicht- und Schnittdarstellung nach der Linie IV-IV der F i g. 2.

Fig. 1 zeigt die Anbringung eines Kalibrier-Werkzeugsatzes, und einer Einführungsvorrichtung am Beispiel eines Flüssigkeitsbad-Kalibrators mit zwei in Strangpreßrichtung hintereinander angeordneten Kammern I und 11. Von der der Strangpreßdüse zugewandten Strinwand 2 des Kalibratortroges 1 aus ist das aus einer Vielzahl von Kalibrierblenden 4 zusammengesetzte Kalibrierwerkzeug in die Kammer 1 eingesetzt. Es trägt an seinem äußeren Ende einen Stirnflansch 5, mit dem es in der Stirnwand 2 des Kalibratortroges 1 abdichtend befestigt ist, und seinem im Strangpreßrichtung rückwärtigen Ende ein Führungsrohr 6, in dem es mittels eines Flansches 7 in der Zwischenwand 3 gehalten wird. Die in Fig.! gezeigte Einführungsvorrichtung 12 ist herkömmlicher Art und nur dargestellt um zu zeigen, an welcher Stelle des Fiüssigkeitsbad-Kalibrators die im folgenden beschriebene Einführungsvorrichtung angebracht bzw. anzubringen ist.

Die in den F i g. 2 bis 4 gezeigte Einführungsvorrichtung 12 besteht im wesentlichen aus einer Gehäuseplatte 21 und einem Einsatz 22. Der Einsatz 22 ist mit einem Ringbund 23 zentrier' in die zentrische Bohrung des Stirnflansches 5 eingesetzt, während die Gehäuseplatte 21 mit dem Einsatz 22 verlötet ist. Die Gesamtheit der Einführungsvorrichtung ist dann mittels durch die Gehäuseplatte 21 greifender Schrauben am Stirnflansch 5 festgezogen und mittels eines in die rückwärtige Stirnfläche der Gehäuseplatte 21 eingesetzten O-Ringes 24 ringsum gegenüber dem Stirnflansch 5 abgedichtet.

Sowohl die Gehäuseplatte 21 als auch der Einsatz 22 enthalten 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 Einführungsöffnung 25 wird etwa im äußeren Drittel durch eine sich quer dazu erstreckende Kühlkammer 26 geschnitten. Diese Kühlkammer 26 ist dadurch gebildet, daß die Gehäuseplatte 21 an ihrer dem Einsatz 22 gegenüberliegenden inneren Stirnfläche vertieft ist. Diese die Kühlkammer 26 bildende Vertiefung ist mit einem ringförmigen Wandbereich 27 umgeben, der stirnseitig mit einer radial einwärts gerichteten Rändelung als Düsen 28 ausgebildet ist. Dieser Wandbereich 27 ist selbst wieder durch eine Ringnut 29 umgeben, die mit Anschlußbohrungen 30 für Kühlluft bzw. Warmluft in Verbindung steht und so einen Ringkanal zum Zuführen des gasförmigen Wärmeträgers darstellt Die Rändelung selbst bildet mit der ihr gegenüberliegenden Stirnfläche des Einsatzes 22 einen engen radial einwärts gerichteten, in die Einführungsöffnung 25 mündenden Düsenkranz 28.

Der Einsatz 22 ist an einem ringförmigen äußeren Bereich 31 gegen eine Schulter in der den Einsatz 22 aufnehmenden Ausnehmung der GehäuseplaUe 28 gesetzt, wobei der ringförmige, die Rändelung tragende

S Wandteil 27 um ein geringes Maß gegenüber dieser Schulter 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

ίο Ringkanals 29, die Führungsfläche, durch die die Rändelung die Funktion eines Düsenkranzes 28 erhält, und schließlich die in Strangpreßrichtung vordere Begrenzungsfläche der Kühlkammer 26. In der Umlangsfläche 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 Zuführungsbohrungen 33 für flüssiges Kühlmittel, wie es in dem Flüssigkeilsbad-Kalibralor benutzt wird. Auf diese Weise wird auch der Einsatz 22 gekühlt, da im letzten Bereich seiner Innenfläche der Eitiiführungsöffnung 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.

Im mittleren Bereich seiner, dem Kalibratortrog 1 zugewandten Stirnfläche ist der Einsatz 22 mit einer Ausnehmung, beispielsweise einer Mulde mit rundem Querschnitt, ausgebildet. Diese Ausnehmung 35 bildet eine Schleusenkammer, in die von der Ringnut 32 bzw. Jen von dieser gebildeten Ringkanal kommende Bohrungen 36 münden. Diese Bohrungen 36 können in größerer Anzahl vorgesehen sein; im vorliegenden Beispiel sind vierundzwanzig derartige Bohrungen 36 vorgesehen.

Im Betrieb wird der von der Strangpreßdüse kommende Kunststoff-Profilstrang durch die Einführungsöffnung 25 zu dem Fiüssigkeitsbad-Kalibrator gefördert. Die Einstellung des Kalibrators gegenüber dem Ausgang der Strangpreßdüse ist so eingerichtet, daß der Profilstrang erst im letzten Teil der Einführungsöffnung 25 mit deren Umfangsfläche in Berührung kommt. Dadurch bildet sich zu beiden Seiten der Kühlkammer 26 ein nach rückwärts offener spaltförmiger Raum zwischen der Oberfläche des Kunststoffrohres und der Innenfläche der Einführungsöffnung 25.

Durch die Zuführungsbohrungen 30 wird Kühlluft in den Ringkanal 29 gedrückt, die durch die von der Rändelung gebildeten Düsen 28 in Form feiner Luftstrahlen radial einwärts in die Kühlkammer 26 geblasen wird. In dieser Kühlkammer 26 werden dann diese Luftstrahler verwirbelt und kommen in wirksame kühlende Berührung mit der Oberfläche des Kunststoffrohres. Di< Abfuhr der Luft erfolgt entgegen der Strangpreßrich tung durch den zwischen der Oberfläche des Profilstran ges und der Innenfläche der des in der GehäuseplaUe 2 gebildeten Teiles der Einführungsöffnung gebildetei Ringspalt.

Gleichzeitig wird eine vorherbestimmte Menge vo in dem Fiüssigkeitsbad-Kalibrator benutzten flüssige Kühlmittel durch die Zuführungsbohrung 33 zu dei Ringkanal 32 geführt und dient dort zur Kühlung d< Einsatzes 22.

Vor dem Ringkanal 32 tritt das flüssige Kühlmitt durch die Bohrungen 36 in die Schleusenkammer 35 ur

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umspült dort den Profilstrang. Dadurch wird erreicht, daß kein gasförmiges Kühlmittel, also keine Kühlluft aus dem Bereich der Kühlkammer 26 in das Innere des Flüssigkeitsbad-Kalibrators gelangen kann. Andererseits wird durch das wirksame Spülen des Profilstranges mit Kühlflüssigkeit erreicht, daß der Profilstrang gut mit

Kühlflüssigkeit benetzt zur ersten Kalibrierblende gelangt. Da die Schleusenkammer 35 nach dem Inneren des Kalibriertroges I hin offen ist, wird die Kühlflüssigkeit von der Schleusenkammer 35 in den Flüssigkeitsbad-Kalibrator gespült.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

#09508/429

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einführungsvorrichtung für einen Flüssigkeitsbad-Kalibrator für einen aus einer Strangpresse austretenden rohrförmigen Profilstrang aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem in einem mindestens teilweise mit Kühlflüssigkeit gefülltem Kalibratortrog ein Kalibrierwerkzeug mit Einführungsstück für den heißen, unmittelbar von der Strangpresse kommenden Profilstrang vorgesehen ist, wobei das Einführungsstück erst den Zutritt von Kalibratorflüssigkeit zürn Profiistrang vor dem eigentlichen Kalibrierwerkzeug ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungsstück (21, 22) aus drei Abschnitten mit folgenden Merkmalen besteht:

a) In Strangpreßrichtung ist zu Beginn des Einführungsstückes (21, 22) ein Kranz feiner, in radialer Richtung gegen den Profilstrang gerichteter Düsen (28) für einen gasförmigen Wärmeträger angeordnet, dem

b) eine sich in ihrem Querschnitt verengende Einführungsöffnung (25) zum Zwecke wärmeübertragender Berührung nachgeschaltet ist, und

c) an der Rückseite des Einführungsstückes (21, 22) ist hinter der liinführungsöffnung (25) eine als Schleusenkammer ausgebildete Ausnehmung (35) angeordnet, in die von einer Ringnut (32) kommende Bohrungen (36) zum Bespülen des Profilstranges mit Kalibrierflüssigkeit münden.

2. Einführungsvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (28) des Düsenkranzes für den gasförmigen Wärmeträger durch einen mit einem stirnseitigen Rändelring gegen eine glatte Fläche einer; Einsatzringes (22) gepreßten ringförmigen Wandbereich (27) gebildet sind, der eine den Rändelring umgebende Ringnut (29) aufweist.

3. Einführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche der Einführungsöffnung (25) mit einem das Gleiten begünstigenden Kunststoff, beispielsweise Polytetrafluoräthylen mit wärmeleitenden Füllmitteln belegt, oder mit einem Einsatzring (22) aus solchem Kunststoff gebildet ist.

4. Einführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (36) schräg in Strangpreßrichtung auf den Profilstrang gerichtet sind.