DE2656887A1

DE2656887A1 - Calibrating plastics hollow profile with inner and outer calibrators - the former extending into the latter and being surrounded by a pressure chamber

Info

Publication number: DE2656887A1
Application number: DE19762656887
Authority: DE
Inventors: Josef Pirner
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 1976-12-15
Filing date: 1976-12-15
Publication date: 1978-06-22
Also published as: DE2656887B2; DE2656887C3

Abstract

Device for calibrating a thermoplastic hollow profile comprises an inner calibrating mandrel connected to the working mandrel of an extruder, and an outer calibrating tool downstream of the inner calibrating mandrel; both calibrators being coolable. The inner calibrator extends, with an end section of its lengths into the outer calibrator and is surrounded, between the outer calibrator and the extruder die, by a pressure chamber which is subjected to hydraulic or pneumatic super-pressure. Thermoplastics profiles are produced in one single calibrating step, with very narrow dimensional tolerances.

Description

Vorrichtung zum Kalibrieren eines Hohlprofils Device for calibrating a hollow profile

aus thermoplastischem Kunststoff Die Erfindung betrifft gattungsgemäß eine Vorrichtung zum Kalibrie ren eines Hohlprofils aus thermoplastischem Kunststoff, - mit an den Werkzeugdorn eines Strangpreßwerkzeuges angeschlossenem Innenkalibrierdorn und dem Innenkalibrierdorn in Strangpreßrichtung nachgeschaltetem Außenkalibrierwerkzeug, wobei Innenkalibrierdorn und Außenkalibrierwerkzeug durch Kühleinrichtungen kühlbar sind. - Hohlprofil bezeichnet im Rahmen der Erfindung Rohre und Schläuche, aber auch Hohlprofile mit unrundem Querschnitt, die z. B. Kanäle und Profilabschnitte rechteckigen Querschnittes aufweisen sowie stark unsymmetrisch aufgebaut sind. Im Außenkalibrierwerkzeug erfolgt im allgemeinen zunächst eine Vorkalibrierung und danach eine Hauptkalibrierung, wozu das Außenkalibrierwerkzeug aus entsprechenden Abschnitten aufgebaut ist. Made of thermoplastic material The invention relates generically a device for calibrating a hollow profile made of thermoplastic material, - with an internal calibration mandrel connected to the tool mandrel of an extrusion die and the external sizing tool downstream of the internal sizing mandrel in the extrusion direction, whereby Internal calibration mandrel and external calibration tool can be cooled by cooling devices. - In the context of the invention, hollow profile denotes pipes and hoses, but also hollow profiles with a non-circular cross-section, the z. B. channels and profile sections of rectangular cross-section have and are strongly asymmetrical. Takes place in the external calibration tool generally first a pre-calibration and then a main calibration, for which purpose the external calibration tool is made up of corresponding sections.

Bei den (aus der Praxis) bekannten Vorrichtungen der beschriebenen Gattung ist die Anordnung entweder so getroffen, daß hauptsächlich eine Innenkalibrierung oder hauptsächlich eine Außenkalibrierung des Hohlprofils erfolgt. Entweder arbeitet man mit einem Innenkalibrierdorn, der nur einen mehr oder weniger stummelförmigen Fortsatz des Werkzeugdornes des Strangpreßwerkzeuges darstellt und vor oder sogar weit vor dem Außenkalibrierwerkzeug endet, oder aber der Innenkalibrierdorn besitzt die zusätzliche Länge und ein Außenkalibrierwerkzeug ist mit Abstand dem Innenkalibrierdorn nachgeschaltet, es funktioniert nur mehr oder weniger als Ziehdüse. Enge Toleranzen sowohl für die Innenmaße als auch für die Außenmaße eines Hohlprofils können im Rahmen der bekannten Maßnahmen in einem einzigen Kalibrierarbeitsgang nicht eingehalten werden. Das gilt insbes. dann, wenn es sich um unrunde und unsymmetrische Hohlprofile handelt. Durch Schrumpfungserscheinungen und Folgevorgänge treten Ungenauigkeiten auf, die statistisch schwanken und die man bisher nicht beherrscht.In the (from practice) known devices of the described Type is the arrangement either made so that mainly an internal calibration or mainly an external calibration of the hollow profile takes place. Either works one with an internal calibration mandrel, which is only a more or less stub-shaped Representation of the extension of the tool mandrel of the extrusion tool and before or even ends far in front of the external calibration tool, or has the internal calibration mandrel the extra length and an external calibration tool is spaced apart from the internal calibration mandrel downstream, it only works more or less as a drawing nozzle. Tight tolerances both for the internal dimensions and for the external dimensions of a hollow profile can be used in Not adhered to within the framework of the known measures in a single calibration operation will. This is especially true when it comes to non-circular and asymmetrical hollow profiles acts. Inaccuracies occur due to shrinkage phenomena and subsequent processes that fluctuate statistically and that have not yet been mastered.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, mit der in einem einzigen Kalibrierarbeitsgang Hohlprofile aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt werden können, die sowohl bezüglich der Innenmaße als auch bezüglich der Außenmaße enge Toleranzen aufweisen.The invention is based on the object of a generic device to create hollow profiles made of thermoplastic in a single calibration operation Made of plastic can be used both in terms of the Inside dimensions as well as with regard to the outside dimensions have tight tolerances.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Innenkalibrierdorn mit einem Endteilstück seiner Länge in das Außenkalibrierwerkzeug hineinragt und im übrigen zwischen Innenkalibrierwerkzeug und Strangpreßwerkzeug (über die gesamte oder über ein Teilstück dieser Länge) von einer Druckkammer umgeben ist, die unter hydraulischem oder pneumatischem Überdruck steht. Die Druck kammer kann den Betriebsverhältnissen angepaßte Länge aufweisen.To solve this problem, the invention teaches that the internal calibration mandrel one end part of its length protrudes into the external calibration tool and otherwise between the internal sizing tool and extrusion tool (over the entire or over a portion of this length) is surrounded by a pressure chamber, which is below hydraulic or pneumatic overpressure. The pressure chamber can adapt to the operating conditions have adapted length.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß das Endteilstück des Kalibrierdornes eine Länge aufweist, die etwa dem größten Durchmesser des Kunststoffhohlprofils entspricht oder auch länger ist. Zumindest das Endteilstück des Kalibrierdorns kann in Strangpreßrichtung konisch verjüngt sein. - Erfindungsgemäß sind Innenkalibrierùng und Außenkalibrierung kombiniert. Durch die Kombination werden die Vorteile beider Kalibrierarten vereinigt. Enge Toleranzen bezüglich der Innenmaße und Außenmaße des kalibrierten Hohlprofils lassen sich einhalten, wozu es lediglich einer geeigneten und leicht zu verwirklichenden Einstellung der Betriebsparameter, insbes. der Kühlung, bedarf. Das gilt auch und insbes. wenn es sich um die Kalibrierung von Hohlprofilen handelt, die einen unrunden und sogar stark unsymmetrischen Querschnitt aufweisen. Stets kann sichergestellt werden, daß das auf dem gekühlten Innenkalibrierdorn schrumpfende Profil überall am Innenkalibrierdorn eine glatte Anlage mit definierter Flächenpressung und folglich auch eine definierte Kühlung erfährt. So läßt sich ein weitgehend formstabiles und zunächst in bezug auf die Innenkalibrierung maßgenaues Hohlprofil erzielen. Dieses besitzt aber andererseits noch genügend Restwärme und damit Elastizität, um in der nachfolgenden Außenkalibrierung maßhaltig kalibriert werden zu können. Es bedarf nur einer betriebsmäßigen Abstimmung, um die nachfolgende Außenkalibrierung so durchzuführen, daß nach der Außenkalibrierung nicht nur diese sondern auch die Innenkalibrierung das vorgegebene Maß aufweist. Wo besonders hohe Anforderungen an die Genauigkeit gestellt werden, kann es zweckmäßig sein, die Druckkammer zugleich als Kühlkammer auszubilden, die dazu von einem gekühlten Druckmittel durchströmt wird. Im allgemeinen wird man die Druckkammer mit entsprechenden Druckregeleinrichtungen versehen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, in der Druckkammer eine oder mehrere Strahlungsschirmwände anzuordnen, die die von dem Strangpreßwerkzeug ausgehende Wärmestrahlung abschirmt. Zur Optimierung gehört fernerhin, über übliche regeltechnische Maßnahmen an der Strangpreßvorrichtung und an der Abzugsvorrichtung für das fertige Hohlprofil die Masse-vorlage zwischen Außenkalibrierung und Innenkalibrierung stabil zu halten. Dazu kann mit einem Istwertfühler oder Einlaufdruckgeber (berührungslos) gearbeitet werden, der in der Druckkammer angeordnet ist. Im Ergebnis kommt man zu einem neuen technologischen Verfahren zum Kalibrieren eines Kunststoffhohlprofils, bei dem das aus einem Strangpreßwerkzeug austretende Kunststoffhohlprofil zunächst über einen gekühlten Innendorn geführt und dabei einer Innenkalibrierung unterworfen sowie im Anschluß daran durch ein gekühltes Außenkalibrierwerkzeug geführt und dabei einer Außenkalibrierung unterworfen wird, wobei endlich das Hohlprofil bei der Innenkalibrierung durch ein umgebendes hydraulisches oder pneumatisches Druckmittel, dessen Druck beachtlich höher ist als der statische Luftdruck, auf den Innendorn gedrückt und nach bevorzugter Ausführungsform gleichzeitig durch das Druckmittel nach außen gekühlt wird. Dabei sind diese Maßnahmen mit üblichen Maßnahmen der Außenkalibrierung (mit Vorkalibrierung und Hauptkalibrierung) kombiniert, weil der Innenkalibrierdorn in das Außenkalibrierwerkzeug hineinragt.According to a preferred embodiment of the invention, the arrangement is like this taken that the end portion of the calibration mandrel has a length that is approximately corresponds to the largest diameter of the plastic hollow profile or is longer. At least the end section of the calibration mandrel can be conical in the extrusion direction be rejuvenated. - According to the invention, internal calibration and external calibration are combined. The combination combines the advantages of both types of calibration. Tightness Allow tolerances for the internal and external dimensions of the calibrated hollow profile adhere to what is just a suitable and easy to implement Adjustment of the operating parameters, especially the cooling, is required. This also applies to and especially when it comes to the calibration of hollow profiles that have an out-of-round shape and even have a strongly asymmetrical cross-section. Always guaranteed that the profile shrinking on the cooled internal sizing mandrel is everywhere a smooth contact with a defined surface pressure and consequently on the internal calibration mandrel also experiences a defined cooling. So can be a largely dimensionally stable and first achieve dimensionally accurate hollow profile with regard to the internal calibration. This on the other hand, it still has enough residual heat and thus elasticity to be able to move into the subsequent External calibration to be able to be calibrated true to size. All that is required is operational coordination for the subsequent external calibration to be carried out in such a way that after the external calibration not only this but also the Internal calibration has the specified dimension. Where particularly high requirements be placed on the accuracy, it can be useful to use the pressure chamber at the same time to be designed as a cooling chamber through which a cooled pressure medium flows will. In general, the pressure chamber is equipped with appropriate pressure regulating devices Mistake. It is within the scope of the invention to have one or more in the pressure chamber To arrange radiation shield walls, which proceed from the extrusion die Shields thermal radiation. Optimization also includes the usual technical control Measures on the extrusion device and on the take-off device for the finished Hollow profile the mass template between external calibration and internal calibration stable to keep. For this purpose, an actual value sensor or inlet pressure transducer (contactless) be worked, which is arranged in the pressure chamber. The result is one on a new technological process for calibrating a plastic hollow profile, in which the plastic hollow profile emerging from an extrusion tool initially guided over a cooled internal mandrel and subjected to internal calibration and then passed through a cooled external calibration tool and thereby is subjected to an external calibration, finally the hollow profile in the internal calibration by a surrounding hydraulic or pneumatic pressure medium, its pressure is considerably higher than the static air pressure, pressed on the inner mandrel and according to a preferred embodiment simultaneously cooled by the pressure medium to the outside will. These measures are common External calibration measures (with pre-calibration and main calibration) because the internal calibration mandrel protrudes into the external calibration tool.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.In the following the invention is based on only one embodiment Illustrative drawing explained in more detail.

Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines Hohlprofils aus thermoplastischem Kunststoff, Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1 und Fig. 3 entsprechend der Fig. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1.In a schematic representation, FIG. 1 shows a longitudinal section through a device for calibrating a hollow profile made of thermoplastic material, FIG. 2 shows a section in the direction A-A through the object according to FIGS. 1 and 3 2 shows a section through another embodiment of the device according to Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum Kalibrieren eines Hohlprofils 1 aus thermoplastischem Kunststoff. Zur Vorrichtung gehört zunächst ein an den Werkzeugdorn 2 eines Strangpreßwerkzeuges 3 angeschlossener Innenkalibrierdorn 4.The device shown in the figures is used for calibration a hollow profile 1 made of thermoplastic material. The device initially includes an internal calibration mandrel connected to the tool mandrel 2 of an extrusion die 3 4th

Zur Vorrichtung gehört außerdem ein dem Innenkalibrierdorn 4 in Strangpreßrichtung nachgeschaltetes Außenkalibrierwerkzeug 5, - wobei Innenkalibrierdorn 4 und Außenkalibrierwerkzeug 5 durch Kühleinrichtungen 6, 7 kühlbar sind. Die Kühleinrichtungen 6, 7 bestehen aus Kühlmittdkanälen im Innenkalibrierdorn 4 sowie im Außenkalibrierwerkzeug 5, wobei diese Kühlmittelkanäle an Kühlmittel-zuführungsrohre 8 bzw. Kühlmittelabführungsrohre 9 angeschlossen sind und das Kühlmittel in entsprechenden Aggregaten vorbereitet bzw. aufbereitet wird. Die Kühlwirkung ist einstellbar. Bei sehr kleinen Profilkammern kann das Kühlmittel auch durch das Profil ablaufen.The device also includes a sizing mandrel 4 in the extrusion direction Downstream external calibration tool 5, - with internal calibration mandrel 4 and external calibration tool 5 can be cooled by cooling devices 6, 7. The cooling devices 6, 7 exist from coolant channels in the internal calibration mandrel 4 and in the external calibration tool 5, these coolant channels on coolant supply pipes 8 or coolant discharge pipes 9 are connected and the coolant prepared in appropriate units or is processed. The cooling effect is adjustable. With very small profile chambers the coolant can also drain through the profile.

Im übrigen ist die Anordnung so getroffen, daß der Innenkalibrierdorn 4 mit einem Endteilstück lo seiner Länge in das Außenkalibrierwerkzeug 5 hineinragt. Zwischen Außenkalibrierwerkzeug 5 und Strangpreßwerkzeug 3 befindet sich eine Druckkammer 11, die unter hydraulischem oder pneumatischem Uberdruck steht. Die Druckkammer 11 kann sich über die gesamte Länge des freien Innenkalibrierdorns 4 oder auch nur über ein Teilstück dieser Länge erstrecken. Es empfiehlt sich jedoch jedenfalls, die Anordnung so zu treffen, daß die Wärme des Strangpreßwerkzeuges 3 nicht ohne weiteres in die Druckkammer 11 hineinfließen oder hineinstrahlen kann. Das Endteilstück lo des Kalibrierdorns 4 besitzt im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung eine Länge L, die etwa dem größten Durchmesser D des zu kalibrierenden Hohlprofils 1 entspricht. Zumindest dieses Endteilstück lo, zweckmäßigerweise jedoch der ganze Innenkalibrierdorn 4 ist konisch verjüngt. Im Ausführungsbeispiel ist die Druckkammer 11 zugleich als Kühlkammer ausgebildet. Sie wird dazu von einem gekühlten Druckmittel durchströmt, wobei über Druckregeleinrichtungen 13 der Druck in der Druckkammer steuerbar oder regelbar ist. Zur Abschirmung gegen die Strangpreßwerkzeuge 3 sind Strahlenschirmwände 12 vorgesehen. Man erkennt im übrigen in der Fig. 1 den Istwertfühler 14 für die Massevorlage in der Druckkammer 11, und zwar in dem Bereich, in dem das Hohlprofil 1 aus der Druckkammer 11 austritt. Dieser Istwertfühler oder Einlaufdruckgeber 14 gehört einer Regeleinrichtung an, welche die Massevorlage zwischen Außenkalibrierung und Innenkalibrierung konstant hält. Diese Regelung arbeitet einerseits auf die Strangpresse, andererseits auf die übliche Abziehvorrichtung.In addition, the arrangement is such that the internal calibration mandrel 4 protrudes into the external calibration tool 5 with an end section lo its length. A pressure chamber is located between the external calibration tool 5 and the extrusion die 3 11, which is under hydraulic or pneumatic overpressure. The pressure chamber 11 can extend over the entire length of the free internal calibration mandrel 4 or only extend over a portion of this length. However, it is recommended in any case, to make the arrangement so that the heat of the extrusion tool 3 is not without can further flow into the pressure chamber 11 or radiate into it. The end section lo of the calibration mandrel 4 has in the exemplary embodiment and according to the preferred embodiment the invention has a length L which is approximately the largest diameter D of the to be calibrated Hollow profile 1 corresponds. At least this end section lo, expediently, however the entire internal calibration mandrel 4 is tapered. In the exemplary embodiment is the pressure chamber 11 is also designed as a cooling chamber. She becomes one of them cooled pressure medium flows through, wherein the pressure via pressure regulating devices 13 can be controlled or regulated in the pressure chamber. For shielding against the extrusion tools 3 radiation shield walls 12 are provided. One recognizes the rest in Fig. 1 the Actual value sensor 14 for the mass reservoir in the pressure chamber 11, specifically in the area in which the hollow profile 1 emerges from the pressure chamber 11. This actual value sensor or Inlet pressure transducer 14 belongs to a control device, which the mass between Keeps external calibration and internal calibration constant. This scheme works on the one hand on the extruder, on the other hand on the usual pulling device.

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Claims

Claims: Device for calibrating a hollow profile made of thermoastic Plastic, - with attached to the tool mandrel of an extrusion tool Internal calibration mandrel and the internal calibration mandrel downstream in the extrusion direction External calibration tool, with internal calibration mandrel and external calibration tool through Cooling device can be cooled, that is, that the Internal calibration mandrel (4) with an end section (lo) of its length (L) in the external calibration tool (5) protrudes and between the external calibration tool (5) and extrusion tool (3) is surrounded by a pressure chamber (11), which is under hydraulic or pneumatic Overpressure.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the end portion (lo) of the internal calibration mandrel (4) has a length (L) which is approximately the largest diameter (D / 2) of the plastic hollow profile (1) corresponds.

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that that at least the end section (lo) of the internal sizing mandrel (4) in the extrusion direction is conically tapered.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the pressure chamber (11) is designed at the same time as a cooling chamber and for this purpose by one cooled pressure medium is flowed through.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the pressure chamber (11) has a pressure control device (13).