DE19843341A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren - Google Patents
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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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