DE2652641C2

DE2652641C2 - Einrichtung zur Innenkühlung von Kunststoffhohlprofilen

Info

Publication number: DE2652641C2
Application number: DE2652641A
Authority: DE
Inventors: Willi Ast; Hans Reifenhaeuser
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 1976-11-19
Filing date: 1976-11-19
Publication date: 1978-12-14
Also published as: DE2652641B1

Description

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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Einrichtung zur Innenkühlung von Kunststoffhohlprofilen, insbesondere von Rohren, bei Schneckenstrangpreßanlagen, mit Strangpreßwerkzeug und an den Strangpreßwerkzeugkopf mitteis Zugmittel angeschlossenem Stopfensystem, wobei in den Innenraum des Kunststoffhohlprofils zwischen Strangpreßwerkzeug und Stopfensystem über den Strangpreßwerkzeugkopf ^b0 und das damit verbundene Führungsrohr ein Kühlmittel einführbar ist und wobei das Stopfensystem zwei Wechselschrittstopfen mit sich veränderndem Stopfenzwischenraum aufweist.

Bei einer gattungsgemäßen Einrichtung (ältere ^(li Anmeldung gemäß DE-OS 25 54 551) gehören die Wechselschrittstopfen zu einem Stopfensystem, bei dem zumindest ?wei in Strangpreßrichtung hintereinander angeordnete Stopfen, die randseitig mit Dichtungsmitteln versehen sind und zum Spritzkopf geführte Zugmittel aufweisen, vorgesehen sind. Die Dichtungsmittel sind aktivierbar ausgeführt und weisen ebenfalls zum Spritzkopf geführte Aktivierungsleitungen auf, wobei die Stopfen mit Hilfe der Zugmittel beim Strangpressen eines Kunststoffrohres abwechselnd mitführbar bzw. zurückziehbar und die Dichtungsmittel der Stopfen unabhängig voneinander mit Hilfe der mitgeführten Aktivierungsleitungen aktivierbar und entlastbar sind. Die Dichtungsmittel können dabei als aufblähbares, reifenartig die Stopfen umgebende Ringe und die Aktivierungsleitungen können als Druckmittelleitungen ausgeführt sein. Mit einem solchen Stopfensystem arbeitet man so, daß zunächst das Dichtungsmittel des in Strangpreßrichtung vorderen Stopfens aktiviert und der vordere Stopfen mit dem stranggepreßten Kunststoffrohr mitgeführt wird, daß danach das Dichtungsmittel des hinteren Stopfens aktiviert und der hintere Stopfen mit dem stranggepreßten Kunststoffrohr mitgeführt wird, während der vordere Stopfen bei (inzwischen) entlastetem Dichtungsmittel zurückgeholt wird, — und »o weiter fort im Wechselschritt Dabei kann mit separatem Antrieb und separater Bewegungssteuerung der einzelnen Stopfen gearbeitet werden, es besteht aber auch die Möglichkeit, die Bewegung der Stopfen aus der des stranggepreßten Kunststoffrohres abzuleiten. - Bei der gattungsgemäßen Einrichtung geht das eingeführte Kühlmittel über Leckagen verloren oder es wird mittels Absaugung abgeführt. Zwar erfolgt so eine Kühlung, diese ist jedoch nicht ohne weiteres hinreichend definiert und steuerbar bzw. regelbar. Das kann zur Folge haben, daß das fertige Kunststoffhohlprofil nicht frei von inneren Spannungen ist, wenn das Kunststoffhohlprofil verhältnismäßig dicke oder unterschiedliche dicke Wandungen aufweist.

Bei Einrichtungen zur Innenkühlung von Kunststoffhohlprofilen ist es allgemein bekannt und üblich (DE-PS 22 59 089, DE-OS 20 41 685), einen inneren Kühlmittelumwälzkreis so zu gestalten, daß dessen Umwälzleitung über ein Gebläse, ein Kühlaggregat sowie über den Ringraum zwischen Führungsrohr und Kunststoffhohlprofil und durch das Führungsrohr zurückgeführt ist. Das hat die Probleme um die Gestaltung der gattungsgemäßen Einrichtung bisher nicht beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Einrichtung so zu gestalten, daß trotz des Arbeitens mit Wechselschrittstopfen eine definierte Kühlung ohne nachteilige Druckschwankungen des Kühlmediums erzielbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung,

a) einen an sich bekannten Kühlmittelumwälzkreis, dessen Umwälzleitung über ein Gebläse, ein Kühlaggregat sowie über den Ringraum zwischen Führungsrohr und Kunststoffhohlprofil und durch das Führungsrohr geführt ist und

b) einen Kühlmittelsteuerkreis, dessen Kreislaufleitung von einem Saugverdichter über einen Kühler sowie einen Druckbehälter zurück zum Saugverdichter geführt ist vorzusehen, wobei das Kreislaufstück des Kühlmittelsteuerkreises zwischen Druckbehälter und Saugverdichter ein Druckregelventil und ein Saugventil aufweist, zwischen denen eine durch den Strangpreßwerkzeugkopf im Ringraum zwischen Führungsrohr und Kunststoffhohlprofil geführte Steuerleitung abzweigt, und wobei außerdem der Saugverdichter über eine ebenfalls durch den Strangpreßwerkzeugkopf geführte Sauglei-

tung mit Steuerventil an den Stopfenzwischenraum angeschlossen ist

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung bestimmt der Kühlmittelumwälzkreis die Kühlmittelwälzfceschwindigkeit im Innenraum des zu kühlenden Kunststoffhohlprofils zwischen Werkzeugkopf und Stopfensystem und damit auch die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmitteis, von der der Wärmeübergang wesentlich abhängt Das Gebläse für den Kühlmittelumwälzkreis ist au? diesem Grunde bezüglich der Förderleistung einstellbar, ι ο Es versteht sich von selbst daß auch die Temperatur des Kühlmittels den Kühlvorgang beeinflußt und daß folglich das Kühlaggregat so ausgelegt ist daß definierte Kühlmitteltemperatur gewährleistet werden kann, und zwar zweckmäßigerweise wiederum einstell- ■ bar. Besonders wirksame und gleichzeitig definierte Kühlung erreicht man dadurch, daß im Kühlmittelumwälzkreis das Kühlmittel in den Ringraum zwischen Führungsrohr und Kunststoffhohlprofil eingeführt und durch das Führungsrohr zurückgeführt wird, und zwar bei möglichst gleichmäßiger Verteilung über den Umfang des zu kühlenden Kunststoffhohlprofils. Dabei '· erfolgt diese Kühlmittelumwälzung bei einem vorgegebenen und vorgebbarem Druck des Kühlmittels im Innenraum des Kunststoffhohlprofils, und zwar unab- 2¹» hängig von dem in Abhängigkeit von der Bewegung des Stopfensystems sich veränderndem Volumen des Innenraumes zwischen Werkzeugkopf und Stopfen. Das geschieht über den Kühlmittelsteuerkreis. Ist der Druck im Innenraum des Kunststoffhohlprofils zu klein, so *> öffnet das Druckregelventil, um den vorgegebenen Druck einzustellen. Dazu ist der Druck im Druckbehälter stets größer als der vorgegebene Druck im Kunststoffhohlprofil und der Inhalt des Druckbehälters für den beschriebenen Volumenausgleich unter Druck « ausreichend. Das Saugventil aber auch das Steuerventil in der obengenannten Saugleitung sind dann geschlossen. Ist der Druck im Innenraum des Kunststoffhohlprofils zu hoch, so schließt das genannte Regelventil und das Saugventil öffnet, so daß der Saugverdichter aus ·»<> dem Innenraum des Kunststoffhohlprofils zum Zwecke der Druckeinstellung Kühlmittel abziehen kann. Die zusätzlich vorgesehene Saugleitung die den Saugverdichter mit dem Stopfenzwischenraum verbindet, besitzt ein Steuerventil, welches öffnet, wenn im Zuge ⁴^ des Wechselspiels der Wechselschrittstopfen sich das Volumen des Stopfenzwischenraumes verändert. Der Druckbehälter funktioniert wie beschrieben gleichzeitig als Kondensator, der sicherstellt, daß bei Bewegung der Wechselschrittstopfen sich der Kühlmitteldruck im so Innenraum des Kunststoffhohlprofils nicht verändert. Zweckmäßig hat dazu der Kühlmittelsteuerkreis ein eigenes Steuersystem oder Regelsystem für den Kühlmitteldruck im Druckbehälter. Sowohl der Kühlmittelumwälzkreis als auch der Kühlmittelsteuerkreis bilden geschlossene, wenn auch miteinander verbundene Systeme. Folglich kann für die Kühlung jedes geeignete Kühlmittel eingesetzt werden, insbesondere kann mit Gasen gearbeitet werden, die den Werkstoff der Kunststoffhohlprofile bei der Kühlung weder «> oxidierend noch anders verändern.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, mit verflüssigten und wieder verdampfbaren Gasen als Kühlmittel zu arbeiten, z. B. Stickstoff und Kohlendioxid. Auch kann die Strömungsrichtung des Kühlmittels umgekehrt ·'"' werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Einrichtung zur Innenkühlung eines Kunststoffhohlprofils mit Schaltschema.

Die in der Figur dargestellte Einrichtung dient zur Innenkühlung eines KunststoffhohlproFils, im Ausfüh rungsbeispiel zur Innenkühlung eines Rohres R. Zur Einrichtung gehören das Strangpreßwerkzeug 1 einer Schneckenstrangpresse mit Strangpreßwertzeugkopf 2, ein daran angeschlossenes Führungsrohr 3, dessen Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des strangzupressenden Kunststoffhohlprofils R, und außerdem ein Stopfensystem 4, 5, welches mit Hilfe eines Zugmittels 6 an den Strangpreßwerkzeugkopf 2 angeschlossen ist Das Stopfensystem 4, 5 ist mit zwei Wechselschrittstopfen 4 bzw. 5 mit sich veränderndem Stopfenzwischenraum 7 ausgerüstet — Einleitend ist die Arbeitsweise dieses Stopfensystems beschrieben worden.

Im übrigen ist in den Innenraum 8 des Kunststoffhohlprofils R zwischen Strangpreßwerkzeugkopf 2 und Stopfensystem 4, 5 ein Kühlmittel einführbar. Die Kühlmitteleinführung arbeitet mit zwei verschiedenen Kreisen, nämlich

einem Kühlmittelumwälzkreis 1 und
einem Kühlmittelsteuerkreis II.

Der Kühlmittelumwälzkreis I besitzt eine Umwälzleitung 19, die teilweise als Rohrleitung ausgeführt ist, teilweise durch Bohrungen und Kanäle gebildet ist, und die über ein Gebläse I 10, ein Kühlaggregat I 11 sowie über den Ringraum I 12 zwischen Führungsrohr 3 und Kunststoffhohlprofil R und durch das Führungsrohr 3 selbst geführt ist. Der Kühlmittelsteuerkreis 11 besitzt eine als Rohrleitung II 13 ausgeführte Kreislaufleitung, die von einem Saugverdichter II 14 über einen Kühler H 15 sowie einen Druckbehälter H 16 zurück zum Saugverdichter Il 14 geführt ist. Im Kreislaufteilstück zwischen Druckbehälter Il 16 und Saugverdichter II 14 befinden sich ein Druckregelventil II 17 und ein Saugventil Il 18. Zwischen beiden zweigt eine durch den Strangpreßwerkzeugkopf 2 zum Ringraum I 12 zwischen Führungsrohr 3 und Kunststoffhohlprofil R geführte Steuerleitung Il 19 ab. Außerdem ist der Saugverdichter II14 über eine ebenfalls durch den Strangpreßwerkzeugkopf 2 geführte Saugleitung U 19 mit Steuerventil 11 20 an den Stopfenzwischenraum 7 angeschlossen. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Auslegung im ganzen so getroffen, daß im Kühlmittelumwälzkreis I das Kühlmittel in den Ringraum 112 zwischen Führungsrohr 3 und Kunststoffhohlprofil R eintritt und durch das Führungsrohr 3 zurückgeführt wird. Das deuten auch die eingezeichneten Pfeile an. Dem Kühlmittelsteuerkreis Il kann ein eigenes Steuersystem oder Regelsystem für den Kühlmitteldruck im Druckbehälter II16 zugeordnet sein, welches in der zeichnerischen Darstellung nicht besonders behandelt werden ist. Im übrigen ist die Anordnung so getroffen, daß das Druckregelventil II17 bei Unterdruck im Innenraum 8 des zu kühlenden Kunststoffhohlprofils R öffnet, wobei das vorgenannte Saugventil 1118 geschlossen ist. Umgekehrt ist die Auslegung so getroffen, daß das Saugventil II 18 bei Überdruck im Innenraum 8 des zu kühlenüen Kunststoffhohlprofils R öffnet, während dann das Druckregelventil Il 17 geschlossen ist.

Zur Kalibrierung des Kunststoffhohlprofils R ist im Kunststoffhohlprofil R ein Überdruck notwendig. Dieser Überdruck muß während der gesamten Produk-

tion konstant gehalten werden. Änderungen dieses Innendruckes resultieren im wesentlichen aus den Volumenänderungen des Innenraumes 8 des Kunststoffhohlprofils zwischen Strangpreßwerkzeugkopf 2 und Stopfensystem 4,5, die durch die Wechselschrittstopfen 4, 5 bedingt sind, können aber auch auf Leckströmen bzw. auf Undichtigkeiten im Stopfensystem 4, 5 beruhen. Als Führungsgröße zur Konstanthaltung des Kühlmitteldruckes im Innenraum 8 des zu kühlenden Kunststoffhohlprofils R ist bei der beschriebenen Einrichtung der Kühlmitteldruck im Kunststoffhohlprofil R selbst herangezogen. Wie schon erwähnt wird ein Abfall des Innendruckes durch öffnen des Druckregelventils Il 17 und damit durch Nachführen von Kühlmittel aus dem Druckbehälter Π 16 ausgeglichen.

Bei einem Anstieg des Innendruckes öffnet das Saugventil Il 18 und Kühlmedium wird mit Hilfe des Saugverdichters II 14 aus dem Kunststoffhohlprofil /7 8 abgesaugt. Dieses Kühlmittel wird durch den Saugver-

^r> dichter II 14 zur Rückkühlung durch den Kühler II 15 gefördert und dem Druckbehälter Il 16 wieder zugeführt. In der Phase, in der die Wechselschrittstopfen 4,5 gleichzeitig geschlossen sind, wird durch den Saugverdichter Il 14 über das Steuerventil II 20 das Kühlmittel

ίο aus dem Raum 7 zwischen den beiden Stopfen 4, 5 abgesaugt, so daß ein Unterdruck entsteht. Danach erst öffnen sich die Stopfen 4, 5, wie es zur Funktion dieses Stopfensystems erforderlich ist und in der Patentanmeldung P 25 54 551.1 - 16 beschrieben ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Innenkühlung von Kunststoffhohlprofilen, insbesondere von Rohren, bei Schnekkenstrangpreßanlagen, — mit Strangpreßwerkzeug und an den Strangpreßwerkzeugkopf mittels Zugmittel angeschlossenem Stopfensystem, wobei in den Innenraum des Kunststoffhohlprofils zwischen Strangpreßwerkzeugkopf und Stopfensystem über den Strangpreßwerkzeugkopf und das damit verbundene Führungsrohr ein Kühlmittel einführbar ist und wobei das Stopfensystem zwei Wechselschrittstopfen mit sich veränderndem Stopfenzwischenraum aufweist, gekennzeichnetdurch <⁵

a) einen an sich bekannten Kühlmittelumwälzkreis (I), dessen Umwälzleitung (19) über ein Gebläse (I 10). ein Kuhlaggregat (111) sowie über den Ringraum (112) zwischen Führungsrohr (3) und Kunststoffhohlprofil (R) und durch das Führungsrohr (3) geführt ist, und

b) durch einen Kühlmittelsteuerkreis (II), dessen Kreislaufleiiung (II13) von einem Saugverdichter (II14) pber einen Kühler (II15) sowie einen Druckbehälter (II16) zurück zum Saugverdichter (II14) geführt ist, wobei das Kreislaufstück des Kühlmittelsteuerkreises (II) zwischen Druckbehälter (II16) und Saugverdichter (II14) ein Druckregelventil (II17) und ein Saugventil (II 18) aufweist, zwischen denen eine durch den ^Μ Strangpreßwerkzeugkopf (2) im Ringraum (112) zwischen Führungsrohr (3) und Kunststoffhohlprofil (KJ geführte Sieuerleitung(II 19) abzweigt, und wobei außerdem der Saugverdichter (II14) über eine ebenfalls durch den ^Ji> Strangpreßwerkzeugkopf (2) geführte Saugleitung (II19) mit Steuerventil (II 20) an den Stopfenzwischenraum (7) angeschlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (II 17) bei Unterdruck im Innenraum (8) des zu kühlenden Kunststoffhohlprofils (R)öttnet, wobei das Saugventil (II 18) geschlossen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugventil (1118) bei Überdruck im zu kühlenden Innenraum (8) des Kunststoffhohlprofils (R) öffnet, wobei das Druckregelventil (Il 17) geschlossen ist.