DE19843341A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren - Google Patents

Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren mit einem Extruder, einem sich in Produktionsrichtung an den Extruder anschließenden Rohrkopf und einer Kalibrierstation, wobei während der Produktionsphase der Ringspaltdurchmesser und die Spaltweite des Rohrkopfes verstellbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspru­ ches.
In Kunststoffrohre produzierenden Einrichtungen besteht das Problem, daß Rohre unterschiedlicher Außendurchmesser mit gleichzeitig unterschiedlichen Wanddicke hergestellt werden müssen. Im Stand der Technik ist es dabei erforderlich, daß ent­ sprechend dem Außendurchmesser des Rohres und der ge­ wünschten, üblicherweise in Abhängigkeit des Außendurchmes­ sers genormten Wanddicke des Rohres entsprechende Werk­ zeuge ausgewechselt werden müssen. Dies bedingt ein Stillset­ zen der Maschine, einen hohen Arbeitsaufwand für das Aus­ wechseln der Werkzeuge und Verlust an Kunststoffmaterial, bis das neue Rohr wieder gezogen werden kann. Ein entsprechen­ des Ziehen des Rohres, um bei einem bestehenden Außen­ durchmesser ein Rohr geringerer Wandstärke herstellen zu können, verbietet sich deshalb, da die Molekülkette des Kunst­ stoffes gereckt und damit orientiert wird, so daß dadurch die Festigkeit des Rohres negativ beeinflußt wird, der Schrumpf- und die Faltenbildung aber gefördert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, um während der Produktionsphase des Rohres ohne Unterbrechung des Produktionsganges eine vollautomatisch gesteuerte Umstellung zwischen mehreren Kunststoffrohrdi­ mensionen im kontinuierlichen Extrusionsprozeß zu erreichen, wobei der Außendurchmesser und die Rohrwanddicke entspre­ chend den Kundenwünschen bzw. der Normung aufeinander ab­ gestimmt sind.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen er­ läutert.
Mit anderen Worten ausgedrückt wird vorgeschlagen, daß in­ nerhalb des Rohrkopfes, und zwar im Ausgangsbereich des Rohrkopfes der Massespalt und der Außendurchmesser des den Rohrkopf verlassenden Kunststoffschmelzestranges verstellt werden kann.
Die Erfindung bezieht sich dabei auf die Ausbildung des eigent­ lichen verstellbaren Rohrkopfes, wobei ein Konusschiebedorn vorgesehen wird, d. h. der Düsenmantel erweitert sich am Aus­ gang des Rohrkopfes konisch nach außen oder verengt sich nach innen und das Dornende des Dornenhalters erweitert sich ebenfalls konisch nach außen oder verengt sich nach innen, so daß ein Massespalt erzielt wird, der durch Verstellen des Dor­ nendes einen mehr oder weniger großen Massespalt bewirkt. Hierdurch kann der Außendurchmesser des den Rohrkopf ver­ lassenden Schmelzeschlauches und die Wanddicke dieses Schlauches eingeregelt werden, so daß nur noch geringe Wanddicken-Nachregelungen erforderlich sind. Die Verstellung des das Dornende tragenden Führungsgliedes erfolgt abgedich­ tet in dem Düseninnendorn und wird über einen Verstellmotor oder beispielsweise ein Zugmittel erreicht.
Dieser so schon vordimensionierte Strang kann dann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in einer außen auf den Strang wirkenden Vakuumsaugglocke derart behandelt werden, daß der Massestrang-Durchmesser verändert werden kann, um dann in eine Kalibrierstation einzutreten, in dem unterschiedli­ che Rohrdimensionen einstellbar sind. Zwar ist es aus der WO 96 36 457 bekannt, geringfügige Kalibriereinstellungen in einer Kalibrierstation dadurch vorzunehmen, daß durch eine Keilwir­ kung einzelne offene Kalibrierringe geringfügig in ihrem Durch­ messer verändert werden können. Mit einer solchen Anordnung ist aber eine Variation von Rohraußendimension nicht erreich­ bar, sondern es wird lediglich dem Schrumpfverhalten entge­ gengewirkt. Anschließend an die Kalibrierstation gelangt dann das noch nicht komplett ausgehärtete Kunststoffrohr in ein Va­ kuum-Kalibrierbad, dessen Stützrollen auf den gewünschten Rohraußendurchmesser einstellbar sind. In diesem Vakuum- Kalibrierbad wird durch Wasserzugabe das Rohr gekühlt und damit verfestigt und verläßt dieses Vakuum-Kalibrierbad durch eine Vakuumabdichtung, die wiederum sich selbständig auf den Rohrdurchmesser einstellend ausgebildet ist, z. B. durch Feder­ anordnungen oder hydraulische Verstellungen, wobei auch hier eine Wasserzugabe zur Schmierung und Abdichtung durchge­ führt werden kann.
Die ganze Produktionslinie kann durch Einstellen beispielsweise gesteuert über die Größe des in der Vakuum-Saugglocke auf­ geweiteten Rohres oder durch die Größe des in der Kalibrier­ station eingestellten Rohraußendurchmessers automatisch ge­ steuert werden, d. h. also, durch die Vorgabe einer Einstellung, beispielsweise innerhalb der Vakuum-Saugglocke, stellen sich alle anderen, an den Außendurchmesser des Rohres angepaß­ ten Kalibrierstütz- und -abdicht-einrichtungen ein.
Mit der erfindungsgemäßen Produktionslinie kann aber auch bei normalen Rohrproduktionen der Istwert des abgekühlten Rohres kontrolliert und bei Abweichungen nachgeregelt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei in
Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Produktionseinrichtung und in
Fig. 2 in größerem Maßstab den eigentlichen Rohrkopf im Schnitt.
In Fig. 1 ist ein verstellbarer Rohrkopf erkennbar, der in Produk­ tionsrichtung gesehen an einen in der Zeichnung nicht darge­ stellten Extruder anschließt. An den verstellbaren Rohrkopf 1 schließt sich eine Vakuum-Saugglocke 2 an, die mit einem Va­ kuumanschluß 5 ausgerüstet ist, in der Meßvorrichtungen vor­ gesehen sind, die in Abhängigkeit des gewünschten Rohrau­ ßendurchmessers, das in der Saugglocke herrschende Vakuum einstellen, so daß dadurch der rohrförmige Schmelzestrom auf den gewünschten Außendurchmesser eingestellt wird, d. h. auf­ gesaugt wird, wobei in der Vakuum-Saugglocke 2 bereits eine Vorkühlung des Schmelzestranges erfolgen kann. In der Vaku­ um-Saugglocke 2 kann in Verbindung mit dem verstellbaren Rohrkopf eine genaue Rohrwanddicke eingestellt werden, wobei die Rohrwanddicke in Abhängigkeit des Außendurchmessers des Rohres variiert werden kann.
An die Vakuum-Saugglocke 2 schließt sich eine Kalibrierstation 3 an. Hier erfolgt durch eine mechanische Zentralverstellung das genaue Kalibrieren des Außendurchmessers des Schmel­ zestranges und des schon teilweise ausgehärteten Rohres, wo­ bei diese Kalibrierstation für alle in Frage kommenden Kunst­ stoffe einsetzbar ist. In dieser Kalibrierstation können mehrere Dimensionen auch mit den unterschiedlichen Wanddicken ein­ gestellt werden.
In einem sich in Produktionsrichtung gesehen daran an­ schließenden Vakuum-Kalibrierbad 4 erfolgt dann das Ausküh­ len und Aushärten des Kunststoffrohres durch Sprühwasser, wobei in der Zeichnung ein Wasserzulauf 6 und ein Wasserab­ fluß 7 erkennbar ist. Weiterhin schließt an das Vakuum- Kalibrierbad 4 ein Vakuumanschluß 8 an und das sich in dem Vakuum-Kalibrierbad 4 befindende Rohr 10 läuft über Stützrol­ len 11, die auch als Kalibrierrollen bezeichnet werden können und sich auf den gewünschten Rohrdurchmesser einstellen las­ sen. Die Oberfläche des Rohres 10 ist relativ hart und das Rohr 10 verläßt das Vakuum-Kalibrierbad 4 durch eine Vakuumab­ dichtung 9, die sich entweder selbständig auf den Rohrdurch­ messer einstellt oder in Abhängigkeit der eingestellten Rohrdi­ mensionen in der Kalibrierstation 3 und/oder im Vakuum- Kalibrierbad 4 eingestellt wird. In der Vakuumabdichtung 9 kön­ nen Formrollen angeordnet sein, die hydraulisch oder durch mechanische Federn betätigt werden, wobei gleichzeitig hier in den Durchlauf des Rohres Wasser zur Schmierung und Abdich­ tung eingeführt werden kann.
In Fig. 2 ist in größerem Maßstab der verstellbare Rohrkopf 1 in einer Schnittdarstellung dargestellt. Im wesentlichen besteht der verstellbare Rohrkopf 1 aus einem Düsenmantel 15 und einem Düseninnendorn 26, wobei zwischen diesen beiden Bauteilen ein Schmelzekanal 18 ausgebildet wird. Die vom Extruder kom­ mende Schmelze tritt in den Schmelzekanalabschnitt 18a ein und wird über ein Sieb 20 zum Schmelzekanalabschnitt 18b geführt und verläßt den Schmelzekanalabschnitt 18b durch einen Massespalt 22, der durch eine sich erweiternde konische Ausbildung des Düsenmantels 15 und ein sich konisch erwei­ terndes Dornende 23 gebildet wird. Das Dornende 23 weist einen Ablösepunkt 24 auf und wird von einem Führungsglied 25 getragen, das dichtend in einem Düseninnendorn 26 geführt wird, der innerhalb eines Dornhalters 16 innerhalb des Düsen­ mantels 15 ausgebildet ist. Bei 19 ist eine Dornhalterspitze er­ kennbar und mit dem Pfeil 17 ist die Produktionsrichtung einge­ zeichnet.
Die Verstellung des Führungsgliedes 25 erfolgt bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel über einen Verstellmotor 21, kann aber auch in anderer Weise erfolgen, ohne daß hierauf die Er­ findung beschränkt ist.
Entscheidend ist, daß durch Verstellen des Führungsgliedes 25 die zusammenwirkenden konischen Bauteile des Düsenmantels 15 und des Dornendes 23 sowohl den Außendurchmesser des Rohres wie auch die Wandstärke des Rohres beeinflussen, so daß hierdurch eine Voreinstellung der Rohrdimension und der Rohrwanddicke möglich wird.
Anstelle des sich konisch erweiternden Dornendes 23 und des sich erweiternden Düsenmantels 15 können die beiden Bauteile auch sich konisch verengend ausgebildet sein.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren mit einem Extruder, einem sich in Produktionsrichtung an den Extruder anschließenden, einen Dornhalter in einem Dü­ senmantel aufweisenden Rohrkopf, dadurch gekennzeich­ net, daß das Dornende (23) des Dornhalters (16) in Pro­ duktionsrichtung gesehen konisch ausgebildet ist und der das Dornende (23) umgebende und einen Massespalt (22) mit dem Dornende (23) ausbildende Düsenmantel (15) ebenfalls konisch ausgebildet ist, wobei das Dornende (23) am vorderen Ende eines Führungsgliedes (25) angeordnet ist, das sich in einem Düseninnendorn (26) abdichtend führt und in Produktionsrichtung vor und zurück verstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Dornende (23) und Düsenmantel (15) sich konisch er­ weitern.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Dornende (23) und Düsenmantel (15) sich konisch verengen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Verstellmotor (21).
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine nach außen führende Zugvorrichtung, an die eine die Zug­ kraft aufbringende Vorrichtung anschließt.
6. Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren mit einem Extruder, einem sich in Produktionsrichtung an den Extru­ der anschließenden Rohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Produktionsphase der Massespalt des Rohrkopfes (1) verstellbar ist und sich an den Ausgang des Rohrkopfes (1) eine auf die Außenseite des noch nicht ausgehärteten Rohres (10) wirkende Vaku­ umsaugglocke (2) vorgesehen ist, durch die der Masse­ strangdurchmesser gesteuert verändert wird, eine sich an die Vakuumsaugglocke (2) anschließende Kalibrierstation (3), in dem während der Produktionsphase unterschiedli­ che Rohrdimensionen einstellbar sind und ein sich an die Kalibrierstation (3) anschließenden Vakuum-Kalibrierbad (4), in dem das Rohr (10) abgekühlt und ausgehärtet wird und das Vakuum-Kalibrierbad (4) durch eine sich selbsttä­ tig auf den Rohrdurchmesser einstellende Vakuumabdich­ tung (9) verläßt.
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