DE2727260A1

DE2727260A1 - Verfahren und vorrichtung zum kalibrieren von extrudierten kunststoff- hohlprofilkoerpern

Info

Publication number: DE2727260A1
Application number: DE19772727260
Authority: DE
Inventors: Luigi Bandera
Original assignee: Costruzioni Meccaniche Luigi Bandera SpA
Current assignee: Costruzioni Meccaniche Luigi Bandera SpA
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1977-06-16
Publication date: 1977-12-29
Also published as: IT1063288B

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren von extrudierten
Kunststoff-Hohlprofilkörpern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kalibrieren von extrudierten Kunststoff-Hohlprofilkörpern, insbesondere von solchen Rohren, bei dem der gerade etwa zähflüssig extrudierte Hohlprofilkörper durch ein ihn abkühlendes und damit zugleich formhaltig machendes Kalibriergerät geführt wird, sowie auf eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
Das Extrudieren von Kunststoff-Hohlprofilkörpern erfolgt bekanntlich durch Spritzdüsen, deren Austrittsquerschnitt das Hohlprofil des herzustellenden Körpers bestimmt. Bei Rohren wird deren Formhaltigkeit dadurch gewährleistet, daß das zunächst noch mehr oder weniger weiche Rohr durch eine oder mehrere Schablonen geführt wird, wobei zwischen der Innen- und Außenseite des Rohres ein Druckunterschied aufgebaut und das Rohr selbst geführt wird.
Nachteilig ist bei den bisher bekanntgewordenen Extrudier- oder Spritzverfahren jedoch noch, daß einwandfreie und insbesondere hinreichend maßhaltige Hohlprofile nur bei Einhaltung verhältnismäßig niedriger Extrudiergeschwindigkeiten und damit entsprechend niedriger Produktionsgeschwindigkeiten erhalten werden konnten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren und die zu dessen Durchführung dienende Vorrichtung so zu vervollkommnen, daß die Kunststoff-Hohlprofilkörper, ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren mit einer erheblich gesteigerten Produktionsgeschwindigkeit in trotzdem einwandfreier Qualität hergestellt werden können.
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der extrudierte Ilohlprofilkörper vor seiner Einführung in das Kalibriergerät bei einem seinem Innendruck mindestens gleichenden Außendruck vorgekühlt wird.
Eine zum Durchführen des vorgenannten Verfahrens dienende Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlmittelvorkühlung ein den extrudierten Hohlprofilkörper ringförmig umgebender und gegenüber demselben mittels Kalibrierringen abgedichteter Behälter vorgesehen ist, der an eine Kühlwasser- oder Kühlwasser-Luftgemisch-Zuführungsleitung und eine Abflußleitung angeschlossen ist.
Weitere Gegenstände der Erfindung betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen sowohl des erfindungsgemäßen Verfahrens als auch der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu dessen Durchführung.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer zum Durchführen des Verfahrens dienenden Vorrichtung gemeinsam mit einem nachgeschalteten Kalibriergerät in einem schematisch gehaltenen Axialschnitt; Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in einem mehr konstruktiv gehaltenen Axialschnitt.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel geht von einem gestrichelt angedeuteten Spritzkopf 1 einer üblichen Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoff-Hohlprofilkörpern ein ge- rade extrudiertes Rohr 2 aus, welches sich noch in einem plastischen Zustand befindet und dessen nach außen vorgeschobenes freies n'#e von atmosshsrischer Außenluft umgehen ist.
Sem>ß rig. 1 durchsetzt das Rohr 2 unmittelbar vor dem Spritzkopf 1 einen es ringförmig umgebenden Behälter 20, gegenüber dessen Ringraum es mittels Kalibrierringen 22 geführt und zugleich abgedichtet ist. Der Behalter 20 ist einerseits an eine Zuführungsleitung 4 und anderseits an eine Abflußleitung 21 für Kühlwasser angeschlossen, womit das nach vorstehendem innen dem atmosphärischen Außendruck ausgesetzte Rohr 2 entlang seinem gerade im Behälter 20 befindlichen Außenumfang dem hydrostatischen Kühlwasserdruck ausgesetzt ist.
An den Behälter 20 schließt ein Kalibriergerät 3 an, welches das Rohr 2 ebenfalls ringförmig umgibt und gegenüber dem Rohr 2 eintrittsseitig durch einen Kalibrierring 3B und austrittsseitig durch einen Ring 6 abgedichtet ist. Im Gegensatz zum Behälter 20 ist die durch das Kalibriergerät 3 gebildete Kammer 5 an eine Absaugepumpe 11 angeschlossen, weshalb hier auf das Rohr 2 ein gewisser, es aufzuweiten suchender Saugdruck einwirkt, der aber vor allem dazu dient, den am heißen Rohr bei dessen auch hier erfolgender, nachstehend noch beschriebener Wasserkühlung entstehenden Wasserdampf abzusaugen.
Der eintrittsseitig der Kammer 5 befindliche Kalibrierring 3B umschließt das Rohr 2 mit einem an die Zuführungsleitung 4 angeschlossenen Ringraum, so daß er ebenfalls wassergekühlt ist. Ein an diesen ringraum kammerseitig anschließender ringförmiger Wandteil des Kalibrierringes 3B ist von Radialbohrungen 3A durchsetzt, die über die Kammer 5 ebenfalls von der Absaugepumpe 11 her abgesaugt werden, während in Vorschubrichtung des Rohres 2 an diesen ringförmigen Wandteil ein Spritzring 7 anschließt, der ebenfalls an die Zuführungsleitung 4 für Kühlwasser angeschlossen ist.
Durch entlang dem Innenumfang des Spritzringes 7 verteilte radiale Austrittsbohrungen wird der diesen Ring gerade durchsetzende Teil des Rohres 2, der trotz seiner Vorkühlung im Behälter 20 immer noch heiß ist, weiterhin abgekühlt.
In dem an den Spritzring 7 in Bezug auf die Vorschubrichtung des Rohres 2 austrittsseitig anschließenden Hauptraum der Kammer 5 sind um das Rohr 2 herum mit Abstand achsparallel verlaufend einige Spritzrohre 8 verteilt angeordnet, die ebenfalls radial nach dem Rohr 2 hin nebeneinander verteilt Austrittsbohrungen für ein weiteres Kühlmittel aufweisen. Wie aus Fig. 1 weiterhin hervorgeht, sind die Spritzrohre 8 einerseits an die Druck~ seite eines Kühlmittelkreislaufes angeschlossen, der eintrittsseitig einer die Kühlmittel zuführung zu den Spritzrohren 8 bewirkenden Pumpe 9 einen Behälter 10 aufweist, der an eine untere Ablaufstelle der Kammer 5 angeschlossen ist und das nach dem Spritzvorgang übrigbleibende flüssige Kühlmittel sammelt. Auch dieses Kühlmittel besteht aus Wasser, welches bei seiner Strahlbeaufschlagung des Rohres 2 von den Spritzrohren 8 her teilweise verdampft, wobei der Dampfanteil aus der Kammer 5 über die Absaugepumpe 11 abgesaugt wird. Trotzdem bleibt der durch die Pumpe 9 geförderte Kühlmittelkreislauf erhalten, weil der aus der Kammer 5 abgesaugte verdampfte Teil des Kühlwassers durch den nicht verdampften Anteil des aus dem Spritzring 7 in die Kammer 5 eingespritzten Kühlwassers ersetzt wird. Dabei kann beispielsweise durch bekannte, nicht dargestellte Pegelmesser sichergestellt werden, daß der Wasserstand in der Kammer 5 nicht über die 11öhe der darin an unterster Stelle befindlichen Spritzrohre 2 ansteigt.
Schließlich sind an die Rammer 5 noch ein Vakuurnraesser 13 und ein Entlüftungsventil 12 angeschlossen, welches vom Vakuummesser 13 her so gesteuert wird, daß in die Kammer 5 dann vorübergehend äußere Luft eindringen kann, wenn der Unterdruck darin einen vorbestimmten Wert überschreiten sollte.
Das aus dem Spritzkopf 1 austretende, zunächst noch weitgehend plastische und im Verlaufe seines Vorschubes durch eine übliche nachgeschaltete (nicht dargestellte) Vorschubvorrichtung weitergezogene Rohr 2 erfährt durch das ihn im Behälter 20 umströmende Iühlwasser eine intensive Vorkiihlung, während es im Kalibriergerät 3 zunächst vom Spritzring 7 her mit weiterem Kühlwasser bespritzt wird. überdies erfährt es durch die anschließende Kühlwasserbespritzung von den Spritzrohren 8 her eine weitere Abkühlung und damit auch Verfestigung.
An das Kalibriergerät 3 kann gemäß Fig. 1 noch eine weitere Kammer 14 anschließen, in der der dieselbe durchsetzende Teil des Rohres 2 dem atmosphärischen Außendruck ausgesetzt ist und erneut - in nicht besonders dargestellter Weise - durch von einer Pumpe her zugeführte Wasserstrahlen gekühlt wird.
Die in Fig. 2 dargestellte, dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechende Vorrichtung zum Vorkühlen des extrudierten Hohlprofilkörpers weist einen oben offenen Behälter 30 auf, der das extrudierte, hier nicht dargestellte Rohr ebenfalls etwa ringförmig umgibt. Die Durchtrittsöffnung für das Rohr ist eintrittsseitig des Behälters 30 von einem hohlen Ring 31 umgeben, der entlang seinem Innenumfang mit radialen Bohrungen 32 für Kühlwasser versehen ist, das dem Ring 31 von außen her in nicht besonders dargestellter Weise zugeführt wird. Innerhalb des Behälters 30 wird das Rohr durch Kalibrierringe 32A geführt und verläßt den Behälter 30 schließlich durch ein es ebenfalls führendes Rohrstück 32B. Außerdem sind im Behälter 30 um das Rohr herum ~gleichmäßig verteilt drei parallel zu ihm verlaufende Spritzrohre 33 vorgesehen, von denen nach dem Rohr hin radiale Bohrungen 34 ausgehen, aus welchen gegen das Rohr ein aus Kühlwasser und Luft gemischter Kühlmittel strom ausgespritzt werden kann. Das Wasser-Luftgemisch wird den Spritzrohren 33 über Leitungen 35 zugeführt, die an zugeordnete Pumpen für die Wasser- und die Luftzuführung angeschlossen sind.
Vom Boden des Behälters 30 geht eine Abflußleitung 36 für das Gemisch aus, in der ein (nicht dargestelltes) Absperrventil vor- gesehen ist. Außerdem ist der Behälter 30 exzentrisch zum extrudierten Rohr von unten nach oben von einem Abflußrohr 37 bis in eine etwa der Höhe der Oberkante des den Behälter 30 waagerecht durchsetzenden Rohres entsprechende Höhe durchsetzt. Dabei übergreift sein oberes freies Ende eine Muffe 38, die auf das Abflußrohr 37 derart unterschiedlich weit aufgeschraubt werden kann, daß sich dadurch eine unterschiedliche überfalihöhe für in das Abflußrohr 37 abfließendes Kühlmittel ergibt.
Während die vorgenannte Gemischkühlung bei Rohren verhältnismäßig dünner Wandstärke, die durch eine nennenswerte äußere Druckbeaufschlagung unzulässig deformiert werden könnten, bevorzugt wird, kann es vorteilhaft sein, extrudierte Rohre größerer Wandstärke im Behälter 30 ebenfalls durch es unmittelbar umströmendes Kühlwasser zu kühlen. In diesem Falle wird die Abflußleitung 36 abgesperrt und durch die Spritzrohre 33 lediglich Kühlwasser zugeführt.
Patentansprüche: L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche öl. Verfahren zum Kalibrieren von extrudierten Kunststoff-Hohlprofilkörpern, insbesondere von solchen Rohren, bei dem der gerade etwa zähflüssig extrudierte Hohlprofilkörper durch ein ihn abkühlendes und damit zugleich formhaltig machendes Kalibriergerät geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der extrudierte Hohlprofilkörper (Rohr 2) vor seiner Einführung in das Kalibriergerät (3) bei einem seinem Innendruck mindestens gleichenden Außendruck vorgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlprofilkörper (Rohr 2) mittels eines Kühlmittelstromes von außen her vorgekühlt wird und dabei innen atmosphärischem Druck ausgesetzt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Kühlwasser zugeführt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel ein Xühlwasser-Luftgemisch zugeführt wird.

5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlmittelvorkühlung ein den extrudierten Hohlprofilkörper (Rohr 2) ringförmig umgebender und gegenüber demselben mittels Ringen (22 bzw.

31, 32A und 32B) abgedichteter Behalter (20 bzw. 30) vorgesehen ist, der an eine Sühlwasser- oder Kühlwasser-Luftgemisch-Zuführungsleitung (4 bzw. 35) und eine SMflußleitung (21 bzw. 36 oder 37) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Behälter (20 bzw. 30) ein kalibriergerät (3) mit einer den Hohlprofilkörper (Rohr 2) im wesentlichen abgedichtet umgebenden und an eine Absaugepumpe (11) angeschlossenen Kammer (5) anschließt, in der um den IIohlprofilkorper (Rohr 2) herum gleicl-lmäßig verteilt einige parallel zu diesem verlaufende Spritzrohre (8) mit gegen denselben gerichteten Sprühöffnungen vorgesehen und die Spritzrohre (3) an den Vorlauf und die Kammer (5) an den Rücklauf eines Kühlwasserk.reislaufes (Pumpe 9, BehAlter 1C) angeschlossen sind, und daß die Itamrcier (5) an eine weitere Vorriclitung (Spritzring 7) zur SpritzwasserzufVhrung von einer zus&:tzli chen t;tasserquelle (Zuführungsleitung 4) her angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Vorrichtung einen den llohlprofilkörper (Rohr 2) umgebenden und den Spritzrohren (8) in Vorschubrichtung vorgeschalteten Spritzring (7) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch G oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eintrittsseitig des rvalibriergerätes (3) ein gekühlter Kalibrierring (3B) und axial daneben entlang dessen Umfang verteilte und außen an eine Absaugequelle (Absaugepumpe 11) angeschlossene Radialbohrungen (3A) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialbohrungen (3A) in Vorschubrichtung auf den Kalibrierring (3B) folgen und außen in die Kammer (5) ausmünden.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kammer (5) eine unter atmosphärischem Außendruck stehende Kammer (14) mit einer weiteren gegen das Rohr (2) spritzenden Kühlwasser-Spritzvorrichtung anschließt.