-
-
Vorrichtung zum Aufweiten von Schrumpfschläuchen und Ver-
-
fahren zur Herstellung derselben.
-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufweiten eines einem
Vernetzungs und Erweichungsvorgang ausgesetzten Schlauches aus thermoplastischem
Material durch Einwirkung von Unterdruck auf die äußere Oberfläche des Schlauches.
-
Aus der DE-OS 29 45 048 ist nun bereits ein Verfahren zum Herstellen
von Schrumpfschläuchen aus extrudiertem Werkstoff bekannt, bei dem zunächst ein
hohler Formstrang gespritzt bzw. extrudiert, anschließend vernetzt und in diesem
Zustand an Formgebungselemente zum Aufweiten mittels Unterdruck weitergeleitet wird.
Diese Aufweitung bis auf den vergrößerten Enddurchmesser des Formstranges erfolgt
durch eine mehrfache Teilaufweitung mit jeweils anschließender Kalibrierung des
Formstranges, wobei die Aufweitung zwischen jeder Kalibrierung durch auf die Oberfläche
des Formstranges einwirkenden Unterdruck erfolgt. Dieses Verfahren erscheint sehr
aufwendig und langwierig, da die Weitungsvorgänge mehrfach wiederholt werden müssen,
um den erforderlichen Durchmesser für den Formstrang zu erreichen; denn die Einrichtungen
zur Erzeugung des Unterdruckes mit all den Kalibrierungs- und Abdichtungselementen
müssen mehrfach an jedem Ende der Teilaufweitungsbereiche vorgesehen werden.
-
Für vorliegende Erfindung ergibt sich nun die Aufgabe, eine Vorrichtung
zu schaffen, mit der die Aufweitung eines Schrumpfschlauches auf sehr große Durchmesser
in wesentlich
einfacherer Weise in einem einzigen Verfahrensschritt
erfolgen kann. Diese Aufgabe wird nun gemäß der Erfindung mit einer Vorrichtung
der eingangs geschilderten Art dadurch gelöst, daß sie am Eingangsteil eine Einlaufblende
mit einer dem einlaufenden Schlauch angepaßten Öffnung aufweist, daß anschließend
eine ringförmige Cleitmittelzufuhr angeordnet ist, daß in der gleichen Achsrichtung
ein Hohlzylinder mit dem Innendurchmesser des geforderten Aufweitungsdurchmessers
für den Schlauch anschließt, daß im Hohlzylinder ein Dichtkolben mit einem dem Innendurchmesser
des Hohlzylinders entsprechenden Durchmesser eingeführt ist, daß der Dichtkolben
ein zentrisch längs verlaufendes Druckrohr mit dem Durchmesser des ungeweiteten
Schlauches aufweist, daß im Hohlzylinder Ansaugöffnungen zum Aufbau des Unterdrucks
angeordnet sind und daß der Dichtkolben innerhalb des Hohlzylinders längsverschiebbar
ist.
-
Weiterhin besteht die Aufgabe, mit Hilfe dieser Vorrichtung ein Verfahren
zu finden, mit dem die Aufweitung in kontinuierlicher Weise durchgeführt werden
kann. Diese zweite Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß der Erfindung dadurch
gelöst, daß der vom Extruder ausgepreßte, im Vernetzer vernetzte und vorgewärmte
Schlauch der angepaßten Blende der Aufweitungszone zugeführt wird, daß der Schlauch
auf seiner Oberfläche mit einem Gleitmittel benetzt wird, daß der Schlauch zunächst
im ungeweiteten Zustand in das Druckrohr eingeführt wird, daß dann der Unterdruck
mit Hilfe der Ansaugöffnungen aufgebaut wird, daß nun der Antrieb für den Dichtkolben
angeschaltet wird und ihn aus dem Hohlzylinder herausführt, daß der geweitete Schlauch
an der Innenwandung des Hohl zylinders anliegend entlanggleitet und dabei gekühlt
wird und über eine Transporteinrichtung einem Konfektionierungsabschnitt zugeführt
wird.
-
Ein wesentlicher Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung liegt
nun darin, daß auch sehr große Expansionsdurchmesser in einem einzigen Vorgang erreicht
werden können.
-
Die Schwierigkeit lag bisher darin, daß der benötigte, auf die äußere
Oberfläche des Schlauches einwirkende Unterdruck bei großen Expansionsdurchmessern
nicht ausreichte.
-
Nur mit aufwendigen Abschotteinrichtungen ließen sich solche Anlagen
erstellen, die dann trotzdem in ihren erfaßbaren Bereichen sehr begrenzt waren.
Ganz besondere Schwierigkeiten ergeben sich beim "Anfahren" derartiger Aufweitungseinrichtungen,
da sich der Unterdruck nur sehr schwer in einem Zuge aufbauen läßt. Aus diesem Grunde
sind bisher die Aufweitungen schrittweise in nacheinander folgenden Zonen ausgeführt
worden. Die Vorrichtung zum Aufweiten gemäß vorliegender Erfindung besitzt jedoch
nur eine einzige Aufweitzone, bei der der Aufweitraum mit seinem für den Schlauch
gewünschten Aufweitungsdurchmesser veränderbar ist, und zwar so, daß zu Beginn des
Aufweitungsvorganges, also beim Anfahren des Aufweitungsprozesses, nur ein kleiner
Längsraum für die Aufweitung des vorgewärmten und erweichten Schlauches zur Verfügung
steht. Nachdem nun innerhalb dieser kleinen Anfahrzone der zu weitende Schlauch
auf seinen gewünschten Durchmesser infolge des äußeren Unterdruckes aufgeweitet
ist, wird der Aufweitraum in seiner Axialrichtung durch Herausziehen eines Dichtkolbens
vergrößert. Je nach Temperatur, Material und Dimension wird unterschiedlicher Aufweitdruck
benötigt. Sollte der maximal erzielbare Unterdruck für die Aufweitung nicht ausreichen,
muß die erforderliche Druckdifferenz durch Zuschalten eines gewissen Innendrucks
als Stützdruck erfolgen. Dadurch wird nun der geweitete Schlauch entlang der Innenwandung
des Hohlzylinders abgezogen und im weiteren Verlauf gekühlt, so daß er am Ende der
Vorrichtung seine geweitete Form beibehält. Über den
gesamten Bereich
hinweg ist jedoch die erforderliche Luftmenge verhältnismäßig gering, da der geweitete
Schlauch entlang der inneren Gleitfläche des Hohlzylinders eine gewisse Abschottung
selbst herstellt. Die Abdichtung des anfänglichen Unterdruckraumes, der Anfahrzone
also, erfolgt wiederum durch den erweichten Schlauch selbst, der zunächst in ein
Druckrohr, das zentrisch im Dichtkolben angeordnet ist, einläuft und beim Aufbau
des Unterdrukkes gegen dieses Druckrohr gesogen wird. Nach dem Austritt des Dichtkolbens
am Ende des Hohlzylinders wird dieser durch Abschneiden des im Druckrohr eingeklemmten,
ungeweiteten Schlauches entfernt. Durch geeignete Formgebung kann dies auch nach
Duchlaufen von Folgeeinrichtungen, zum Beispiel nach dem Abzug, erfolgen. Die Aufweitung
kann nun kontinuierlich ablaufen, so daß am Ende der Aufweitvorrichtung weitere
Verarbeitungsvorrichtungen angeschlossen werden können. Will man den Schlauch in
kurze Stücke schneiden, so empfiehlt sich, vor dem Schneidmesser eine Schlauchquetscheinrichtung
zu setzen.
-
Diese verhindert übermäßigen Luftverlust bei Einsatz von Stützluft.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird nun anhand von vier Figuren
näher erläutert.
-
Figur 1 zeigt einen halben Längsschnitt durch die Vorrichtung zum
Aufweiten eines Schlauches.
-
Figur 2 zeigt die stirnseitige Ansicht der Vorrichtung vom Ausgang
her gesehen.
-
Figur 3 zeigt eine weitere Ausbildung des Dichtkolbens.
-
Figur 4 zeigt den schematischen Ablauf des Verfahrens zur Herstellung
von Schrumpfschläuchen mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
-
In Figur 1 ist nun in vereinfachter Darstellung die Vorrichtung zum
Aufweiten eines Schlauches dargestellt, wobei durch die Vorrichtungen gemäß der
Erfindung die Anlage besonders problemlos angefahren werden kann. Wie bereits erwähnt,
ist gerade im Anlaufstadium das Aufweiten besonders kritisch, da der Aufbau des
erforderlichen Unterdrucks außerhalb des zu weitenden Schlauches besonders schwierig
ist. Im Anfahrstadium läuft nun der vernetzte und erwärmte Schlauch 1 zunächst frei
durch die Vorrichtung hindurch, wobei durch die einstellbare Blende 2 und die Vorrichtung
zum Zuführen der Gleitmittel 3 und das im Dichtkolben 8 befindliche Druckrohr 9
eine Stabilisierung des erweichten Schlauches 1 erfolgt. Nach dieser Stabilisierung
legt man den zum Aufweiten erforderlichen Unterdruck über die Ansaugöffnungen 6
im Hohlzylinder 12. an und damit beginnt sich der Schlauch 1 zu weiten. Dieser anfängliche
Aufweitraum ist im Anfangsstadium sehr gering, so daß sich der Unterdruck sehr schnell
einstellt. Die Stirnfläche dieses Anfahrraumes ist als Aufweitkegel 5 ausgebildet,
wodurch der Anfahrraum zusätzlich verringert wird. Außerdem dient dieser Aufweitkegel
5 unter Umständen auch als Führung für den erweichten Schlauch 1 im Aufweitstadium,
da er entlang der Kegelfläche gleitet. Nach dieser Anfangsphase wird nun der Dichtkolben
8, der zunächst den aufgeweiteten Schlauch 1 am Austritt hindert, nach auswärts
bewegt, so daß er die innere Mantelfläche des Hohlzylinders 12 in zunehmendem Maße
freigibt. Dieser Antrieb 7 für den Dichtkolben 8 wird vorzugsweise automatisch zum
richtigen Zeitpunkt angeschaltet und auf die Geschwindigkeit der Schlauchexpansion
gebracht. Dabei legt sich nun der geweitete Schlauch 1 an die Innenwand des Hohlzylinders
12 an, wobei über weitere Ansaugöffnungen 6 der Ansaugdruck bzw.
-
Unterdruck bis auf wenige Verluste erhalten bleibt. Der Hohlzylinder
12 ist weiterhin als Kühlzone ausgebildet
und kühlt somit den fortlaufenden
nun bereits geweiteten Schlauch 1 bis zum Ausgang des Hohlzylinders 12 so weit ab,
daß er formbeständig von weiteren Vorrichtungen übernommen werden kann. Der Dichtkolben
8, der inzwischen aus dem Hohlzylinder 12 mit Hilfe des Antriebs 7, der separat
angeordnet sein kann oder auch in Form einer Rolle oder eines Ritzel integriert
ist. Der Dichtkolben 8 wird, nachdem er aus dem Hohlzylinder 12 herausgefahren wurde,
durch Abschneiden vom Schlauch 1, der sich im Druckrohr 9 verklemmt hat, abgeschnitten
und entfernt. Bei dieser Vorrichtung können alle Durchmesser bestimmenden Teile
ausgetauscht werden, so daß jeweils durch die entsprechende Auswahl die gewünschten
Aufweitverhältnisse eingestellt werden können. So werden jeweils die Blende 2, die
Gleitmittelzufuhr 4 und das Druckrohr 9 jeweils dem extrudierten, ungeweiteten Durchmesser
des Schlauches 1 angepaßt, während der Hohlzylinder 12 und der dazu passende Dichtkolben
8 jeweils nach dem gewünschten Aufweitdurchmesser ausgewählt werden. Über die angedeuteten
Flansche 10 am äußeren Umfang des Anpassungsteils 11 und des Hohlzylinders 12 wird
die Kopplung dieser Auswahlteile hergestellt. Das zentrisch im Dichtkolben 8 geführte
Druckrohr 9 wird über einen umlaufenden Flansch 14 an der Abschlußwandung des Dichtkolbens
8 eingesetzt und befestigt.
-
Die Figur 2 zeigt nun die Verhältnisse der Vorrichtung von der stirnseitigen
Auslaufseite her. Dabei ist zu erkennen, daß im Hohlzylinder 12 der Dichtkolben
8 eingesetzt ist und mit Hilfe des Antriebs, der hier vereinfacht als eine in einer
Nut 13 laufenden Rolle 7 angedeutet ist, ausgefahren wird. Zentrisch innerhalb des
Dichtkolbens 8 ist das Druckrohr 9 über einen Flansch 14 an der Rückwand des Dichtkolbens
8 befestigt. Innerhalb dieses Druckrohres 9 befindet sich der im Anfangsstadium
un-
geweitet eingelaufene Schlauch 1. In dieser Figur ist weiterhin
angedeutet, daß der Dichtkolben 8 aus zwei Halbschalen zusammengesetzt sein kann,
so daß er nach dem Herausfahren in besonders einfacher Weise abgenommen werden kann.
-
Die Figur 3 veranschaulicht eine weitergebildete Ausführung eines
Dichtkolbens 8 mit dem zentrisch eingebrachten Druckrohr 9. Der Dichtkolben 8 besitzt
am geschlossenen Ende einen zylindrischen Teil, mit dem die Abdichtung im Anfahrstadium
des Aufweitvorganges innerhalb des Hohlzylinders erfolgt. Als Zusatzdichtungen lassen
sich umlaufende Kolbenringe 15 aufbringen, durch die die Dichtigkeit zum Zeitpunkt
der Unterdruckeinschaltung erhöht wird. Diese Kolbenringe 15 sind zum Beispiel als
Silikondichtungen in der Art von Schleifdichtungen ausgebildet.
-
Will man zum Beispiel aus wärmetechnischen Gründen auf Silikondichtungen
verzichten, so kann auch durch Verlängerung des Druckrohres 9 ein zusätzlicher Strömungswiderstand
die Dichtwirkung erhöhen. Dieser Dichtkolben 8 besitzt an seinem auslaufenden Ende
einen kegelförmigen Ansatz 16, mit dem der nachfolgende Einlauf in die Transportvorrichtung
für den geweiteten Schlauch erleichtert wird.
-
Die Figur 4 verdeutlicht nun den Ablauf des Verfahrens zum Aufweiten
von Schläuchen mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung. So wird angedeutet,
daß der vom Extruder E ausgepreßte Schlauch 1 einem Vernetzer V zugeführt wird und
von hier aus im vernetzten und erweichten Zustand in die Aufweitungszone A einläuft.
Nachdem der Schlauch 1 in der Aufweitzone A aufgeweitet und bis zur Formbeständigkeit
abgekühlt ist, wird er von einer Transporteinrichtung T, die beispielsweise aus
raupenförmigen Transportelementen besteht, aufgenommen und weiteren Konfektionie-
rungseinheiten
K zugeleitet. In einer solchen Konfektionierungseinheit erfolgt dann beispielsweise
der Abschnitt in handelsübliche Längen und anderes mehr. Es wird noch darauf hingewiesen,
daß die Transportelemente der Transporteinrichtung T dem Durchmesser des geweiteten
Schlauches anpaßbar sind, wobei sie zum Beispiel durch die kegelförmige Ausbildung
des Dichtkolbens auf den nachfolgenden Durchmesser eingestellt werden.
-
Alternativ ist jedoch auch möglich, der Aufweitzone A einen bereits
vorher hergestellten und vernetzten Schlauch zuzuführen, so daß der skizzierte Extruder
E und/oder Vernetzer V jeweils entfällt.
-
4 Figuren
- L e e r s e i t e -