DE3247333A1

DE3247333A1 - Vorrichtung zum kalibrieren eines rohres aus kunststoff durch strangpressen

Info

Publication number: DE3247333A1
Application number: DE19823247333
Authority: DE
Inventors: Charles E. Buchillon Vaud Maillefer
Original assignee: Maillefer SA
Current assignee: Maillefer SA
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1982-12-21
Publication date: 1983-07-07
Anticipated expiration: 2002-12-22
Also published as: JPS591578B2; DE3247333C2; US4543051A; AU9160682A; AU557674B2; CH643481A5; JPS58114924A

Description

Patentanwalt· Dipl. Ing. H. WeiAnm, Dipl. Phys. Dr. L Bitdk© Dipl. Ing. F. A. WeMmMi, Dipl. Chen. E. ftber Dr.-ifl|. H. Lisk· Möhtstarfj» 21, WM MSndien 86

Maillefer S.A.
Route du Bois

1024 Ecublens
(Kanton Waadt)
Schweiz

VORRICHTUNG ZUM KALIBRIEREN EINES ROHRES AUS KUNSTSTOFF DURCH STRANGPRESSEN

Es ist bekannt, Kalibriervorrichtungen zum Herstellen von Kunststoffrohren durch Strangpressen zu verwenden, welche Rohre vorgeschriebene Bedingungen, wie das Einhalten eines bestimmten Aussendurchmessers, erfüllen müssen. Im allgemeinen durchquert das Rohr eine Kalibrierbüchse am Ausgang der Strangpresse. Die Realisierung dieser Kalibriervorrichtungen ergibt Schwierigkeiten mit gewissen Materialien aus denen die Rohre bestehen, welche Materialien die Eigenschaft aufweisen, dass sie bei hohen Temperaturen klebrig sind, wodurch das Risiko besteht, dass das Kunststoffmaterial des Rohres teilweise an der Innenfläche der Kalibrierbüchse haften bleibt. '

In den bekannten gebräuchlichen Kalibriervorrichtungen verwendet man eine metallische Büchse, deren innerer Durchmesser dem Aussendurchmesser des herzustellenden Rohres entspricht, welche Büchse mit radial verlaufenden Kanälen versehen ist. Diese Büchse ist im Innern eines Wasser enthaltenden Kühlgefässes angeordnet. Oefters ist der Kühlbehälter vollständig verschlossen und ein Ausgangsstutzen hält das Innere auf Unterdruck. Auf diese Weise wird die Büchse durch die Flüssigkeit im Kühlbehälter abgekühlt und die Wandung

des Rohres liegt an der Innenfläche der Büchse an, durch die Wirkung des Unterdruckes, der sich über die radialen Kanäle überträgt.

Um die oben genannten Schwierigkeiten zu überwinden, wird in der CH-PS Nr. 611 449 vorgeschlagen, an der Aussenseite der Kalibrierbüchse eine Anzahl Düsen anzuordnen. Es wurde jedoch festgestellt, dass diese Lösung nicht befriedigend ist, weil, sie nicht ausreicht, um einen Aussendurchmesser des Rohres mit genügender Genauigkeit zu erhalten, weil die Flüssigkeitsschicht, die sich zwischen der Innenfläche der Büchse und der Aussenflache des.Rohres bildet, eine unangemessene Dicke aufweist.

In der US-PS Nr. 3 546 745 ist eine Kalibrierbüchse beschrieben, deren Zuführmittel längs dem Umfang verlaufende Nuten aufweisen, die mit der Innenseite der Büchse über Schlitze verbunden sind. Weiter besitzt die genannte Innenseite schraubenlinienförmige Nuten zum Führen des Wassers zwischen den Verteilschlitzen und den genannten Nuten, die mit dem Ansaugnetz verbunden sind.

In der FR-PS Nr. 2 086 715 ist auch eine Büchse beschrieben, deren Zuführmittel über Spalten oder längs des Umfanges verlaufende Schlitze in das Innere der Büchse münden.

Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Schlitze oder die durch die bekannten Zuführmittel gebildeten Oeffnungen auf der Innenseite der Büchse einen unerwünschten Einfluss auf die Oberflächenbeschaffenheit der so hergestellten Rohre hat.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannten Kali— briervorrichtungen so zu verbessern, dass eine genaue Kalibrierung ermöglicht wird, um damit die oben angeführten Nachteile zu vermeiden, so dass Rohre mit einer regelmässigen Oberfläche erhalten werden, selbst dann, wenn die Rohre aus einem Material hergestellt werden, das zum Haften an der Kalibrierbüchse neigt.

Um dieses Ziel zu erreichen, weist die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Kalibrieren eines Rohres aus Kunststoff durch Strangpressen die im Patentanspruch 1 angeführten Merkmale auf.

Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen schematischen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemassen Kalibriervorrichtung.

Gemäss der Figur verlässt ein Rohr 1 aus Kunststoff, z.B. biegsames PVC, einen Strangpresskopf 2 mit der Extrudiertemperatur, welcher Kopf am Ausgang einer klassischen Strangpresse befestigt ist. Der Strangpresskopf besitzt einen bekannten normalen Aufbau und es ist daher nicht notwendig, denselben hier näher zu beschreiben. Anschliessend an den Strangpresskopf 2 tritt das Rohr 1 in ein Kühlgefäss 3 ein, in welchem es sich abkühlt und verfestigt. Dieses Kühlgefäss ist durch einen Deckel 4 verschlossen. Eine Kalibrierbüchse 5 ist in einer Oeffnung der Frontwand 12 des Kühlgefässes 3 befestigt. Die Kalibrierbüchse 5 besitzt eine zylindrische Innenfläche 6, wobei der Durchmesser des zylindrischen Innenraumes auf den Aussendurchmesser des herzustellenden Rohres eingestellt ist. Die Kalibrierbüchse 5 wird durch zwei rohrförmige Teile gebildet: den Büchsenkörper 7 und den Mantel 8. Der Büchsenkörper 7 umfasst einen hinteren Teil 9 von realtiv grosser Länge, der zylindrisch ist, sowie einen stromaufwärts liegenden Teil 10, der die Form eines Trichters aufweist, der in einem radial gerichteten Flansch 11 endet. Der Flansch 1.1 ist mit nicht dargestellten Mitteln an der Frontwand 12 des Kühlgefässes 3 befestigt.

Der hintere Teil 9 des Büchsenkörpers 7 ist mit einer Reihe von längs seines Umfanges verlaufenden Nuten 13 versehen. Vom Boden jeder im Querschnitt rechteckigen Nuten 13 erstrecken sich eine Anzahl radial

verlaufende Einspritzkanäle 14 in den Innenraum des Büchsenkörpers 7, der durch die zylindrische Innenfläche 6 begrenzt ist. Die Kanäle sind in jeder der Nuten 13 in zwei Reihen angeordnet. Die Anzahl der Nuten 13 und der Doppelreihen der Einsatzkanäle 14 ist bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ungerade, so dass beim stromaufwärts liegenden Ende des hinteren Teiles 9 eine erste ringförmige Nut 13 und stromabwärts von der ersten Nut 13 vier Paare von den weiteren Nuten 13 angeordnet sind, wobei die Nutenpaare voneinander durch Gruppen von Kanälen 15 getrennt sind, welche Kanäle den Büchsenkörper 7 in radialer Richtung durchsetzen. Der Mantel 8 ist auf den Büchsenkörper 7 aufgepresst und, wie aus der Figur ersichtlich, schliesst der Mantel 8 die Nuten 13 nach aussen ab.

Die radial verlaufenden Kanäle 15 erstrecken sich auch durch den Mantel 8 und stellen eine Verbindung zwischen dem durch die zylindrische Innenfläche 6 begrenzten Innenraum und dem Innern des Kühlgefässes 3 her. Nur die zwei Nuten 13 jedes Paares sind untereinander über einen achsial verlaufenden kurzen Kanal 17 im Büchsenkörper 7 miteinander verbunden und andere Längskanäle 18 im Büchsenkörper 7, die in einem Winkel zu den kurzen Kanälen 17 verlaufen, verbinden die stromabwärts liegende Nut 13 jedes Paares mit der stromaufwärts liegenden Nut 13 des nachfolgenden Paares. Alle Nuten 13 sind in Reihe untereinander verbunden und können über ein Zuführrohr 19, das in eine Oeffnung 20 im Mantel 8 eingesetzt ist, versorgt werden.

Die beschriebene Vorrichtung umfasst weiter ein Absaugrohr 21, das den Deckel 4 durchsetzt und gestattet im geschlossenen Innenraum des Kühlgefässes 3 einen Unterdruck zu erzeugen. Man erkennt, dass die Länge des Absaugrohres 21 auch gestattet, den Inhalt des Kühlgefässes 3 zu regeln, denn, wenn der Flüssigkeitsspiegel im Innern des Kühlgefässes 3 bis zum inneren

Ende des Absaugrohres 21 reicht, wird überschüssiges Wasser durch eine nicht dargestellte Pumpe abgesaugt, die den Unterdruck im Kühlgefäss 3 aufrechterhält. Während des Betriebes der beschriebenen KaIibriervorrichtung wird Druckwasser über das Zuführrohr 19 in die Kalibrierbüchse 5 eingeführt. Dieses Druckwasser kann in den verschiedenen Nuten 13 zirkulieren und gelangt zu den Einspritzkanälen 17. Die Länge und die Durchmesser dieser Kanäle sind so gewählt, dass sich ein solcher Druckabfall durch die Kanäle ergibt, dass das durch die zylindrische Innenfläche 6 austretende Wasser etwa atmosphärischen Druck aufweist. Andererseits wird der Druck im Innern des Kühlgefässes 3 bestimmt durch die Ausflussöffnung der Kanäle 15 im Teil 9 und im Mantel 8. Das Wasser, welches zu der zylindrischen Innenfläche 6 über die Oeffnung der Kanäle 14 strömt, bildet einen dünnen Film zwischen der Aussenfläche des Rohres 1 und der zylindrischen Innenfläche 6 der Büchse 5 und gelangt dann in den nächstliegenden Kanal 15. Bei der gewählten Anordnung sammelt jede Reihe von Kanälen 15 das Wasser des durch die Einspritzkanäle 14 gebildeten Wasserfilmes, welche Einspritzkanäle 14 durch die beiden benachbarten Nuten gespiesen werden, d.h., die Einspritzkanäle 14 sind zwisehen je zwei Reihen von Kanälen 15 angeordnet. Das aus der letzten Nut 13 ausfliessende Wasser tritt am stromabwärts liegenden Ende des Büchsenkörpers 9 direkt in das innere des Gefässes 3 aus und es ist nicht notwendig, für dieses ausfliessende Wasser einen weiteren

3Q Kanal 15 vorzusehen.

Weiter gestattet die beschriebene Kalibriervorrichtung nicht nur das Drängen des Rohres gegen die zylindrische Innenfläche 6 der Kalibrierbüchse, wie dies in gebräuchlichen Büchsen der Fall ist, die in einem Kühlgefäss mit Unterdruck angeordnet sind, sondern es wird zusätzlich zwischen die zylindrische Innenfläche 6 und die Aussenfläche des Kunststoffrohres kai-

tes Wasser unter einem solchen Druck zugeführt, dass sich, ein Flüssigkeitsfilm bildet, der das Gleiten des Rohres in der Kalibrierbüchse erleichtert.

Ein weiterer Vorteil der oben beschriebenen Anordnung ist, dass die Kühlung des Rohres durch die direkte Berührung des kalten Wasserfilmes mit dem heissen Kunststoff mit erhöhter Wirkung erfolgt. Die Wärme wird abgeführt durch Wärmeströmung, verursacht durch den zirkulierenden Wasserfilm, und nicht nur durch wärmeleitung durch die Wände der Kalibrierbüchse, wie dies bisher der Pall war.

In einer weiteren Ausführungsform können, anstatt dass die die Kalibrierbüchse radial durchsetzenden Kanäle direkt in das Kühlgefäss 3 münden, diese mit Sammlern verbunden sein, die unabhängig vom Kühlgefäss mit anderen Absaugmitteln verbunden sind.

Ein weiterer Vorteil der oben beschriebenen Vorrichtung ist, dass der üeberdruck des Wasserfilmes, bezogen auf den im Innern des Kühlgefässes herrschenden Druck, auf jeden gewünschten Wert einstellbar ist. Die Einspritzkanäle 14 sind feine und relativ lange Kanäle, durch die die Menge des austretenden Wassers bestimmt wird. Durch diese genaue Regelmöglichkeit kann der durch das unter Druck austretende Wasser gebildete Film extrem dünn sein.

Dieser zuletzt genannte Vorteil ergibt einen weiteren: es ist möglich, Produkte zum Reduzieren des pH-Wertes des in das dem Zuführrohr 19 zuzuführenden Wasser einzugeben, ohne dass die Kosten dieser Behandlung des Wassers wesentlich ins Gewicht fallen.

Schliesslich wird das die Kalibrierbüchse durchquerende Kunststoffrohr unter vorzüglichen gleichmässigen Bedingungen abgekühlt, wobei es durch die Wirkung einer hydrostatischen Auflage gestützt wird. Dabei langt das Kunststoffrohr nirgends in Berührung mit dem Metall, aus welchem die Kalibrierbüchse besteht.

Claims

PATENTANSPRÜECHE

MJ Vorrichtung zum Kalibrieren eines stranggepressten Kunststoffrohres, mit einem in einem eine unter Unterdruck stehende Kühlflüssigkeit enthaltenden Gefäss angeordneten Kalibrierbüchse und einem mit Druckwasser zu versorgenden Verteilungsnetz, um zu Erreichen, dass Wasser zwischen die Aussenfläche des Rohres und der Innenfläche der Kalibrierbüchse gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierbüchse eine glatte Innenfläche (6) aufweist, deren Form und Abmessungen dem Profil des Rohres angepasst ist, und dass das Verteilnetz eine Gruppe von die Kalibrierbüchse durchsetzende Einspritzkanäle (14) umfasst, die sich zwischen einem Zuführrohr (19) und der genannten Innenfläche (6) befinden, dass die Einspritzkanäle zum Erzeugen eines Druckabfalles in dem sie durchströmenden Wasser genügend lang und fein sind, so dass das aus Ihnen austretende Wasser zwischen der genannten Innenfläche (6) und dem Rohr ein kontinuierlicher Wasserfilm bildet, der unter einem kleineren Druck steht als der Druck mit dem das Wasser dem Zufuhr rohr (19) zugeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierbüchse einen Ansaugkreis umfasst, welcher den Wasserfilm mit dem Innern des Kühlgefässes (3) verbindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugkreis Ansaugkanäle (15) umfasst, die in der Längsrichtung der Kalibrierbüchse versetzt und zwischen den Einspritzkanälen (14) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Innenfläche (6) der Kalibrierbüchse eine kreiszylindrische Form besitzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilnetz im Innern der Kalibrierbüchse versenkt angeordnete Kanäle enthält, die an eine Versorgungskanalisation angeschlossen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungskanalisation über die Länge der Kalibrierbüchse verteilt angeordnete ringförmige Kanäle (13) enthält, von denen aus sich die Einspritzkanäle in radialer Richtung durch die Innenfläche (6) der Kalibrierbüchse erstrecken, und dass die einzelnen benachbarten ringförmigen Kanäle über Längskanäle (18) miteinander verbunden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugkanäle (15) in Kanalgruppen aufgeteilt sind, die am Umfang der Kalibrierbüchse verteilt angeordnet sind und die Kalibrierbüchse radial durchqueren.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangskanäle (15) in Kanalgruppen aufgeteilt sind, die am Umfang der Kalibrierbüchse angeordnet und mit Sammlern verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende der Kalibrierbüchse trichterförmig ausgebildet ist und das trichterförmige Eintrittsende (11) an einer Seitenwand (12) des Kühlgefässes (3) befestigt ist.