DE69603595T2

DE69603595T2 - Behandlungsverfahren für extrudierte kunststoffrohre und extrusionsanlage dafür

Info

Publication number: DE69603595T2
Application number: DE69603595T
Authority: DE
Inventors: Jan Prenger; Johan Schuurman; Jan Visscher
Original assignee: Wavin BV
Current assignee: Wavin BV
Priority date: 1995-05-03
Filing date: 1996-05-02
Publication date: 1999-12-30
Anticipated expiration: 2016-05-03
Also published as: PL323194A1; ES2137692T3; JPH11508196A; CA2219531A1; JP3859233B2; PL179830B1; BR9608173A; ATE182838T1; NL1001259C2; WO1996034733A1; CA2219531C; DK0823873T3; AU5660296A; EP0823873A1; US6214283B1; DE69603595D1; AU707485B2; MX9708455A; EP0823873B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung eines extrudierten Kunststoffteils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das aus einer Extrusionsvorrichtung austritt. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Extrusionsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Ein solches Verfahren und eine solche Extrusionsvorrichtung sind aus EP 0 165 068 bekannt. EP 0 165 068 beschreibt eine Extrusionsanlage, die einen Extruder mit einem Extruderkopf mit einem ersten Dorn umfaßt. Ein zweiter Dorn ist an dem stromabwärts gelegenen Ende des ersten Dorns, getrennt durch eine Isolierschicht, befestigt. Der zweite Dorn hat eine sehr glatte zylindrische Außenfläche. Um die Innenfläche des extrudierten Rohrs mit einem Kühlmedium in Berührung zu bringen, ist die Außenfläche des zweiten Dorns mit einem Muster von Umfangs- und Zickzacknuten versehen, und das Kühlmedium wird durch diese Nuten zirkuliert. Eine Versorgungsleitung ist mit einer stromabwärts angeordneten Nut für die Zuführung von Kühlmedium verbunden, während weitere Nuten mit einer Vakuumpumpe verbunden sind, um das Kühlmedium aus den Nuten abzuführen und eine enge Berührung zwischen dem extrudierten Rohr und der glatten Außenfläche des zweiten Dorns aufrechtzuerhalten. Für eine weitere Kühlung des Rohres wird Kühlwasser auf die Innenfläche des Rohres stromabwärts des zweiten Dorns gesprüht.
NL 76 12 518 beschreibt eine Anlage, bei der das extrudierte Rohrteil außen, was die üblichste Kühlmethode ist, und innen mit Kühlwasser gekühlt wird, das direkt mit der Innenseite des zu kühlenden Kunststoffteils in Berührung kommt. Als Ergebnis dieser zusätzlichen Innenkühlung kann das Abkühlen des Teils verbessert werden, und gleichzeitig kann die Länge des Kühlabschnitts erheblich kürzer sein, theoretisch um einen Faktor 4, als wenn nur eine Außenkühlung verwendet würde.
NL 76 12 518 beschreibt, daß zum Zwecke der Innenkühlung mit Kühlwasser ein abgedichtetes Abteil von der isolierten Endfläche des Innendorns des Extruders einerseits und einer Schließeinrichtung, die mit Abstand stromabwärts davon in Extrusionsrichtung gelegen ist, andererseits begrenzt ist. Die Schließeinrichtung ist ein zylindrischer Metallstopfen, der, über eine hohle Verankerungsstange, am Dorn des Extruders befestigt ist. Der Außendurchmesser des Stopfens ist derart bemessen, daß das Kunststoffteil, das sich abkühlt und daher schrumpft, mit Reibung entlang der starren Außenwand des Stopfens gleitet. Im Verfahrensablauf führt der Berührungsdruck zwischen dem Stopfen und dem Kunststoffteil zu einer Fluiddichtung, die für die Abdichtung des Abteils bestimmt ist, wobei diese durch eine Mehrzahl von Umfangsnuten im Stopfen, die einen Labyrinthdichtungseffekt schaffen, unterstützt wird. Durch die hohle Verankerungsstange kann Kühlwasser stromabwärts der Schließeinrichtung in das abgedichtete Abteil eingeführt werden, wobei das Kühlwasser sodann in Gegenstromrichtung entlang dem zu kühlenden Kunststoffprofil fließt und dann über den Dorn des Extruders abgeführt wird.
Die Verfahren und Anlagen, die durch EP 0 165 068 und NL 76 12 518 beschrieben sind, haben sich in der Praxis nicht zufriedenstellend bewährt, insbesondere im Hinblick auf die dort verwendete Schließeinrichtung. Die Abdichtung, die man mit der bekannten Schließeinrichtung erhält, kann in der Praxis nicht reguliert werden, mit dem Ergebnis, daß entweder eine unerwünschte Leckage oder genau das Problem auftritt, daß das Kunststoffteil mit einer solchen Kraft an der starren Umfangswand des Stopfens anliegt, daß als Ergebnis der sodann erzeugten großen Reibungskräfte eine Be schädigung am Kunststoffteil hervorgerufen wird und die Befestigung des Stopfens unerwünscht großen (Zug-)Beanspruchungen ausgesetzt ist.
Aus den oben erwähnten Gründen wurde dem Ziel der Herbeiführung einer Innenkühlung bislang dadurch entsprochen, daß vorzugsweise flexible Schließeinrichtungen verwendet wurden, wie z. B. in DE 25 06 517 beschrieben. Im Falle der in dieser Veröffentlichung gezeigten Schließeinrichtung besteht die Außenwand der Schließeinrichtung aus einem flexiblen Material, und der Druck, mit dem die flexible Außenwand an dem zu kühlenden Teil anliegt, kann reguliert werden. Da Extrusionsanlagen in der Praxis kontinuierlich betrieben werden, ist das unvermeidliche Ergebnis, u. a. unter dem Einfluß der vorherrschenden Temperaturen und Drücke und des Reibkontaktes mit dem extrudierten Teil, Verschleiß der flexiblen Wand der Schließeinrichtung, was deren regelmäßige Erneuerung erforderlich macht, zu welchem Zweck die Extrusionsanlage abgeschaltet werden muß.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Extrusionsanlage zur Herstellung eines extrudierten Kunststoffteils zu schaffen, die eine verbesserte Abdichtung des Abteils im Hohlraum des Kunststoffteils ermöglichen, mit dem Ergebnis, daß es möglich ist, das Kunststoffteil nach Wunsch, selbst während seiner Herstellung, einer oder mehreren Innenbehandlungen zu unterziehen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Extrusionsanlage gemäß Anspruch 13 gelöst. Ebenso wie es in EP 0 165 068 und NL 76 12 518 gezeigt ist, hat die starre Außenwand der Schließeinrichtung solche Abmessungen, daß in Abwesenheit des Fluidfilms nach der Erfindung ein Reibkontakt an der Stelle zwischen der Schließeinrichtung und dem Kunststoffteil vorhanden wäre. Da gemäß der vorliegenden Erfindung, zumindest über einen Bereich der Außenwand der Schließeinrichtung, ein Film eines Fluids, d. h. eines inkompressiblen oder kaum kompressiblen Mediums, zwischen der Schließeinrichtung und dem Kunststoffteil erzeugt wird, werden die Reibungskräfte erheblich reduziert. Die vorliegende Erfindung sieht ferner vor, daß das Fluid in dem Film in Gegenstromrichtung, d. h. entgegen der Extrusionsrichtung des Kunststoffteils, über die Oberfläche der Außenwand der Schließeinrichtung fließt. Diese Maßnahme beruht auf der Erkenntnis, daß das Kunststoffteil, das aus dem Extruder austritt und sich abkühlt, bestrebt ist, sich an die Außenwand der Schließeinrichtung mit immer größerer Kraft anzulegen. Dadurch, daß das einen Film bildende Fluid an dem stromabwärts gelegenen Ende des Films eingespeist wird, wird die Zuführung des Fluids an dieser Stelle, mittels einer geeigneten Zuführeinrichtung, zur Verhinderung dessen benutzt, daß die zumindest eine Zuführöffnung durch das Kunststoffteil verschlossen wird. Das Kunststoffteil liegt während des normalen Betriebs der Anlage stromabwärts der zumindest einen Zuführöffnung direkt an der Umfangswand der Schließeinrichtung an und bildet im Ergebnis eine Fluiddichtung. Dieses Anliegen kann dadurch gefördert werden, daß das Kunststoffteil an der Stelle der Schließeinrichtung weiter gekühlt wird, wobei dies z. B. dadurch erreicht wird, daß die Schließeinrichtung selbst gekühlt und/oder das Fluid, das den Film bildet, als Kühlmittel verwendet wird.
Als Ergebnis der nach der vorliegenden Erfindung zwischen der Schließeinrichtung und dem Kunststoffteil erreichten niedrigen Reibung wird eine Beschädigung am Kunststoffteil vermieden, ist der Verschleiß der Schließeinrichtung niedrig und ist ferner die von der Schließeinrichtung auf ihre Befestigung ausgeübte Kraft ebenfalls klein. Ein weiterer Vorteil ist, daß man eine sehr glatte Oberfläche der Wand des Hohlraums im Kunststoffteil erhält.
Das Verfahren und die Extrusionsanlage nach der vorliegenden Erfindung sind ferner sehr vorteilhaft in Fällen anwendbar, in denen die Schließeinrichtung als Expansionsdorn dient und eine solche Form, z. B. mit einem Querschnitt, der sich konisch in Extrusionsrichtung erweitert, aufweist, daß das über die als Expansionsdorn ausgebildete Schließeinrichtung laufende Kunststoffteil in Umfangsrichtung aufgeweitet wird. Diese zweckgerichtete Aufweitung des extrudierten Kunststoffteils wird insbesondere bei der Herstellung biaxial orientierter Rohre aus thermoplastischem Kunststoff verwendet. Unter diesen Umständen wird ebenfalls mittels der Schließeinrichtung nach der Erfindung eine erhebliche Verringerung der Reibungskräfte zwischen dem Kunststoffteil einerseits und der Schließeinrichtung, dem Expansionsdorn, andererseits mit Blick auf bisher bekannte Anlagen erreicht, die einen Expansionsdorn mit einer starren Außenwand aufweisen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung beschrieben, in der die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anlage beschrieben wird; es zeigt:
Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Extrusionsanlage,
Fig. 2 eine Einzelheit A der Fig. 1 in größerem Maßstab,
Fig. 3 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Extrusionsanlage,
Fig. 4 schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Extrusionsanlage und
Fig. 5 eine Einzelheit B der Fig. 4 in größerem Maßstab.
Die in Fig. 1 dargestellte Extrusionsanlage umfaßt einen Extruder 1 zum Extrudieren, bei dem vorliegenden Beispiel, eines zylindrischen Rohrteils 2 aus thermoplastischem Kunststoff, eine stromabwärts in Extrusionsrichtung (Pfeil C) des Extruders 1 angeordnete Kalibriervorrichtung 3 für den Außendurchmesser des Rohrteils 2, eine Außenkühlvorrichtung zum Kühlen des extrudierten Teils 2 von der Außenseite und eine übliche Zugvorrichtung 5.
Im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung bezeichnen die Ausdrücke "stromabwärts" und "stromaufwärts" jeweils die Bewegungsrichtung des extrudierten Kunststoffteils und die Richtung entgegengesetzt dazu.
Die Außenkühlvorrichtung 4 kann, wie in Fig. 1 schematisch angegeben, eine Mehrzahl aufeinanderfolgender Segmente umfassen, wobei die Kühlwirkung in jedem Segment getrennt regulierbar ist.
Zwecks Bildung eines im vorliegenden Fall zylindrischen Hohlraums 6 im Kunststoffteil 2 ist der Extruder 1 mit einem Extruderkopf 7 mit einem Dorn 8 versehen.
Zwecks Kühlung des Teils 2, das aus dem Extruder 1 mit hoher Temperatur austritt, ist, zusätzlich zur Außenkühlung mittels der Außenkühlvorrichtung 4, Vorkehrung zum Kühlen des Teils 2 von der Innenseite her getroffen. Zu diesem Zweck ist der Hohlraum 6 des Teils 2 stromabwärts des Extruders 1 mit Hilfe einer ersten Schließeinrichtung 9 geschlossen, hier schematisch angegeben, die am Kern 8 des Extruders 1 über eine Verankerungsstange 10 befestigt ist. Die erste Schließeinrichtung 9 kann z. B. einen abmessungsmäßig steifen Scheibenkörper, der örtlich den Querschnitt des weichen Rohrteils 2 streckt, oder eine Abdichtung mit flexiblen Klappen aus Silikonkautschuk umfassen.
Zum Zwecke der Innenkühlung des Kunststoffteils 2 ist eine zweite Schließeinrichtung 11 mit Abstand stromabwärts der ersten Schließeinrichtung 9 vorgesehen. Die zweite Schließeinrichtung 11 schließt in gleicher Weise den Hohlraum 6 des Teils 2 ab und ist in gleicher Weise an der Zugstange 10 angebracht. Die erste und die zweite Schließeinrichtung 9 bzw. 11 begrenzen zwischen sich ein abgedichtetes Abteil 13.
Die Extrusionsanlage umfaßt ferner nicht im einzelnen gezeigte Einrichtungen, u. a. Leitungsmittel durch den Extruderkopf 2, den Dorn 8 und die Verankerungsstange 10, um einen Umlauf eines Kühlfluids, z. B. Wasser, durch das Abteil 13 während des Betriebs der Extrusionsanlage zu bewirken. Im Arbeitsprozeß kommt das zugeführte Kühlfluid vorzugsweise nahe dem stromabwärts gelegenen Ende des Abteils 13 in direkte Berührung mit der Wand des Teils 2, die den Hohlraum 6 begrenzt, und fließt im Arbeitsprozeß in Gegenstromrichtung, d. h. entgegen der Extrusionsrichtung des Teils 2, zu einem nahe dem stromaufwärts gelegenen Ende des Abteils 13 befindlichen Auslaß. Als Ergebnis dessen, daß eine derartige Innenkühlung des extrudierten Kunststoffteils 2 vorgesehen ist, wird die für den Kühlabschnitt erforderliche Länge beträchtlich kleiner, als wenn nur eine Außenkühlung verwendet würde; die theoretisch mögliche Verkleinerung kann selbst einen Faktor von 4 betragen, wobei die Verkleinerung in der Praxis tatsächlich mittels der erfindungsgemäßen Anlage erreichbar ist. Es ist dank der Innenkühlung des Rohrteils 2 ferner möglich, eine vorteilhafte Kühlung des Kunststoffmaterials des Teils 2 zu erreichen.
Aufgrund dessen, daß das Kühlfluid durch das Abteil 13 in Gegenstromrichtung strömt, ist der Effekt erreicht, daß das Kühlfluid sich allmählich in Richtung des Extruders 1 aufwärmt, so daß das Teil 2 mit wärmerem Kühlfluid am stromaufwärts gelegenen Ende des Abteils 13 als am stromabwärts gelegenen Ende des Abteils 13 in Berührung kommt. Dies ist vorteilhaft, weil sich das Teil 2 selbst immer weiter in Extrusionsrichtung, entlang dem Abteil 13 gesehen, abkühlt, mit dem Ergebnis, daß die Temperatur des Kühlfluids innerhalb eines vorteilhaften Bereichs in bezug auf die Temperatur des zu kühlenden Rohrabschnitts 2 liegt.
Selbstverständlich müssen die Schließeinrichtungen 9 und 11 in der Lage sein zu verhindern, daß das Kühlfluid aus dem Abteil 13 ausleckt. Zu diesem Zweck sieht die vorliegende Erfindung eine spezielle Konstruktion der Schließeinrichtung 11 vor, welche Konstruktion nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die detaillierte Darstellung der Fig. 2 erläutert wird. In dieser Hinsicht kann die erste Schließeinrichtung 9 gleichfalls in der nachfolend für die zweite Schließeinrichtung 11 beschriebenen Weise ausgebildet sein.
In Fig. 2 ist das extrudierte Kunststoffrohrteil 2 im Längsschnitt ersichtlich, wobei das Teil 2 sich in der durch den Pfeil C angegebenen Extrusionsrichtung bewegt. Ferner zu sehen ist die Verankerungsstange 10, die als hohles Metallrohr ausgebildet ist, und die daran angebrachte Schließeinrichtung 11. Die Schließeinrichtung 11 hat eine Außenwand 15, die starr und unter dem Einfluß der normalerweise auftretenden Kräfte unverformbar ist, und besteht beispielsweise aus Metall. In diesem Fall ist die Außenwand 15 als Ergebnis dessen geformt, daß die Schließeinrichtung 11 ein massiver Metallzylinder ist.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, hat die Außenwand 15 der Schließeinrichtung 11 einen Außendurchmesser, der derart bemessen ist, daß das Kunststoffteil 2 in Reibbewegung entlang der Außenwand 15 sein muß. Exakt durch den Berührungsdruck zwischen dem Teil 2 und der Schließeinrichtung 11 erhält man die beabsichtigte Abdichtung des Abteils 13. Der Berührungsdruck zwischen beiden hängt sodann vom Außendurchmesser der Schließeinrichtung 11 und Innen durchmesser des Teils 2 ab. Wünschenswert zum Erhalt der beabsichtigten Fluiddichtung ist daher in jedem Fall ein fester Sitz des Teils 2 an der Außenwand 15 auf einem ringförmigen Umfangsbereich der Außenwand 15 der Schließeinrichtung 11.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Schließeinrichtung 11 mit zumindest einer Zuführöffnung 16 versehen, die in der Außenwand 15 der Schließeinrichtung 11 am Teil 2 entlang gelegen ist. Im vorliegenden Fall ist eine Mehrzahl von Zuführöffnungen 16 vorgesehen, die regelmäßig um die Außenwand herum verteilt sind, und zwar in einem Abstand von dem stromabwärts gelegenen Ende der Schließeinrichtung 11. Die Zuführöffnungen 16 sind in einer leicht vertieften Ringnut um die Außenwand 15 der Schließeinrichtung 11 gelegen und stehen mit einer Zuführleitung 17 in Verbindung. Die Zuführleitung 17 läuft von der Schließeinrichtung 11 durch die Verankerungsstange 10, den Dorn 8 des Extruders 1 (sh. Fig. 1) zu einer Fluidversorgungseinrichtung (nicht gezeigt). Mit einem Abstand stromaufwärts der Zuführöffnungen 16 ist die Schließeinrichtung 11 mit zumindest einer Austrittsöffnung 18 versehen, im vorliegenden Fall einer Ringnut 18, die sich um den Umfang der Außenwand 15 erstreckt. Die Ringnut 18 steht mit einer Austrittsleitung 20 über eine oder mehrere zylindrische Öffnungen 19 in der Schließeinrichtung 11 in Verbindung. Die Austrittsleitung 20 läuft von der Schließeinrichtung 11 durch die Verankerungsstange 10, den Dorn 8 des Extruders 1 zurück zur Fluidversorgungseinrichtung (nicht gezeigt).
Einbezogen in die Fluidversorgungseinrichtung ist eine Pumpvorrichtung, um die Förderung von Fluid zu den Zuführöffnungen 16 in der Außenwand 15 der Schließeinrichtung 11 zu bewerkstelligen. Das geförderte Fluid kommt dann zwischen der Schließeinrichtung 11 und dem Rohrteil 2 an und fließt dann in Richtung stromaufwärts (Pfeil D) zur Nut 18. Die Einspeisung des Fluids wird in der Weise reguliert, daß das Fluid in dem Bereich etwa zwischen den Zuführöffnungen 16 und der Nut 18 einen Fluidfilm 21 bildet, wobei dieser Film 21 das Teil 2 in einem sehr kleinen Abstand, in Fig. 2 stark übertrieben, von der Außenwand 15 der Schließeinrichtung 11 hält. Die Fluidfilm 21 ist vom Abteil 18 als Ergebnis des Umstands getrennt, daß das Teil 2 in dem Bereich zwischen der Nut 18 und dem stromaufwärts gelegenen Ende der Schließeinrichtung 11 an der Schließeinrichtung anliegt. In dem Bereich zwischen den Zuführöffnungen 16 und dem stromabwärts gelegenen Ende der Schließeinrichtung 11 des Teils 2 das Teil 2 gleichfalls an der Außenwand 15 der Schließeinrichtung 11 an. Wegen der stetig fortschreitenden Abkühlung des Teils 2 in Extrusionsrichtung, der Abnahme des Einflusses eines Druckes im Abteil 13 und vorzugsweise unterstützt durch eine weitere allmähliche Abkühlung des Teils 2 an der Stelle der Schließeinrichtung 11 hat das Teil 2 eine größere Tendenz, sich gegen die Außenwand stromabwärts der Zuführöffnungen 16 als stromaufwärts von diesen zu drücken. Tatsächlich ist dies der Grund, warum der dargestellte Fluidfilm 21 errichtet und so lange aufrechterhalten wird, wie das den Film bildende Fluid eingespeist wird. Ggf. kann die erste Bildung des Fluidfilms 21 durch Einbringen vertiefter Bereiche in der Außenwand 15 der Schließeinrichtung 11 gefördert werden, die sich zwischen den Zuführöffnungen 16 und der Austrittsnut 18 erstrecken.
Zum Zwecke der weiteren Abkühlung des Teils 2 an der Stelle der Schließeinrichtung 11 ist es möglich, das über die Leitung 17 eingespeiste Fluid zu verwenden, wenn eine ausreichend niedrige Temperatur des Fluids gewählt wird.
Von großer Bedeutung für die Zuverlässigkeit der mit Hilfe der Schließeinrichtung 11 erreichten Fluiddichtung des Abteils 13 und für die Qualität des schließlich erhaltenen Kunststoffrohrteils ist die Stabilität des Fluidfilms 21. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung für die Fluidver sorgungseinrichtung, die das Fluid zu den Zuführöffnungen 16 fördert, eine solche Ausbildung vor, daß das Fluid mit einer druckunabhängigen Strömungsrate eingespeist wird. Dies ist deswegen so, weil das Kunststoffteil 2 die Tendenz hat, an der Außenwand 15 der Schließeinrichtung 11 zur Anlage zu kommen und folglich die Zuführöffnungen 16 gänzlich oder teilweise zu schließen und damit einen sich ständig verändernden Strömungswiderstand für das Fluid zu bilden. Als Ergebnis dessen, daß von einer Fluidversorgungseinrichtung Gebrauch gemacht wird, die in der Lage ist, daß einen Film bildende Fluid den Zuführöffnungen 16 mit einer einstellbaren, jedoch insbesondere einer druckunabhängigen Strömungsrate, zuzuführen, wird eine Instabilität des Fluidfilms 21 weitgehend vermieden. Es wurde gefunden, daß, nachdem eine geeignete Strömungsrate einmal bestimmt und damit eingestellt worden ist, keine weitere Regulierung während des Betriebs der Extrusionsanlage zur Aufrechterhaltung eines stabilen Fluidfilms notwendig ist.
Die Fig. 3 zeigt im wesentlichen die gleiche Extrusionsanlage, wie sie unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert worden ist, aus welchem Grund die gleichen Bauteile mit den gleichen Bezugszahlen versehen worden sind. Ein wichtiger Unterschied besteht jedoch darin, daß zwei abgedichtete Abteile 30 und 31, die voneinander getrennt sind, im Hohlraum 6 des Kunststoffteils 2 gebildet sind. Zu diesem Zweck ist etwa auf halbem Wege zwischen der ersten Schließeinrichtung 9 und der zweiten Schließeinrichtung 11 eine dritte Schließeinrichtung 32 auf der Verankerungsstange 10 montiert. Die dritte Schließeinrichtung 32 ist im wesentlichen gleich der mit Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen zweiten Schließeinrichtung 11.
Zwecks Einspeisung und Abführung des Fluids, das an der Stelle der dritten Schließeinrichtung 32 einen Film zwischen der dritten Schließeinrichtung 32 und dem Teil 2 bildet, sind gesonderte Einrichtungen vorgesehen wie für die zweite Schließeinrichtung 11. In gleicher Weise sind gesonderte Einrichtungen für jedes der Abteile 30 und 31 zum Zwecke der Einstellung und Aufrechterhaltung einer Zirkulation eines Kunststoffteilbehandlungsmediums durch das in Rede stehende Abteil vorgesehen. Die vorliegende Ausführungsform macht es möglich, die Innenseite des Teils 2 zwei aufeinanderfolgenden Behandlungen zu unterziehen. Somit ist es möglich, ein Kühlfluid in jedem Abteil 30, 31, vorzugsweise in Gegenstromrichtung umlaufen zu lassen, wobei das dem Abteil 30 zugeführte Kühlfluid wärmer ist als das Kühlfluid, das dem stromabwärts von diesem gelegenen Abteil 31 zugeführt wird.
Die Kombination der Außenkühlung und der Innenkühlung des Teils 2 erfordert eine genaue Regulierung der Kühlwirkung, um zwischen einer Außenschicht und einer Innenschicht des Teils 2, die schon zu weit abgekühlt worden sind, die Bildung einer Zwischenschicht zu vermeiden, die hinsichtlich ihres Volumens noch weiter schrumpfen muß. In diesem Augenblick werden Schrumpfhohlräume in der Zwischenschicht gebildet, die zu einer minderen Qualität des gesamten Kunststoffteils 2 führen können.
Mit Hilfe der Anlage gemäß Fig. 3 ist es möglich, eine allmähliche Abkühlung des Abschnitts 2 auf der Innenseite herbeizuführen.
Ein Problem, das bei dem vorgeschlagenen Verfahren der Innenkühlung mit einem abgedichteten Abteil, das ein Kühlfluid enthält, auftreten kann, besteht darin, daß kälteres Fluid in dem unteren Teil des Abteils als in dem oberen Teil des Abteils vorhanden ist. Als Ergebnis hiervon kann eine ungleichmäßige Abkühlung des zu kühlenden Kunststoffteils zustande kommen. Diesem unvorteilhaften Effekt kann dadurch entgegengewirkt werden, daß spiralbildende Einrichtungen im Abteil angebracht, vorzugsweise an der Verankerungsstange befestigt werden, die das Kühlfluid spiral förmig durch das Abteil entlang dem zu kühlenden Teil zirkulieren lassen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß eine Hülse aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit im Abteil angebracht wird, z. B. eine Aluminiumhülse, wobei Temperaturunterschiede des Kühlfluids im Abteil als Ergebnis geglättet werden.
Ein weiterer Anwendungsfall sieht vor, daß die Kunststoffteilwand, die den Hohlraum begrenzt, chemisch in einem oder mehreren abgeschlossenen Abteilen, die durch Schließeinrichtungen gebildet sind, behandelt wird, z. B. im Falle der Anlage nach Fig. 3 dadurch, daß man ein geeignetes chemisches Fluid in einem der beiden oder in beiden Abteilen 30 und 31 zirkulieren läßt. Dadurch, daß man z. B. ein Fluid mit einem zweckentsprechend ausgewählten Säuregrad mit dem extrudierten Teil 2 in Berührung bringt, ist es in vorteilhafter Weise möglich, selbst während der Produktion des Teils 2, eine Emission von Metall aus dem Kunststoffmaterial des Teils 2 herbeizuführen. Dies ist vorteilhaft, da die Metallemission anderenfalls während der Anfangszeit der Benutzung des Rohrteils 2 als (Trink-)Wasserleitung stattfindet.
Für Rohrabschnitte, die als Wasserleitung verwendet werden, ist es auch in vorteilhafter Weise möglich, hochgradig reines Wasser einem oder beiden Abteilen 30, 31 zuzuführen. Das mittels des hochgradig reinen Wassers Erreichte besteht darin, daß der unerwünschte Geschmack, der üblicherweise bei bestimmten Kunststoffmaterialien wie PE während der anfänglichen Benutzungszeit als Wasserleitung abgegeben wird, zum großen Teil verringert oder sogar vermieden wird.
Es ist ferner möglich, das Fluid, das mit dem extrudierten Teil in einem oder mehreren abgedichteten Abteilen in Berührung gebracht wird, zur Quervernetzung des Kunststoffmaterials des Teils zu verwenden, was wünschenswert sein kann, um die Temperaturstabilität des extrudierten Teils zu erhöhen.
Ersichtlich ist es anstelle der beiden Abteile, wie in Fig. 3 dargestellt, auch möglich, noch mehr abgedichtete Abteile in dem Hohlraum des Teils dadurch zu bilden, daß noch mehr Schließeinrichtungen in Reihe zueinander angebracht werden. In diesem Zusammenhang ist es sehr vorteilhaft, wenn die Abteile mittels Schließeinrichtungen erzeugt werden, die einen Fluidfilm zustande bringen, der entgegen der Extrusionsrichtung, zwischen ihnen und dem Kunststoffteil fließt, z. B. wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Die durch diese Maßnahme erreichte Verringerung in den Reibkräften zwischen jeder Schließeinrichtung und dem sich vorbeibewegenden extrudierten Teil macht es möglich, eine Mehrzahl solcher Schließeinrichtungen in Reihe zueinander anzubringen, ohne daß die Verankerung der Schließeinrichtungen zu hohen Belastungen ausgesetzt wäre und ohne daß eine Beschädigung oder unerwünschte Einflüsse am Kunststoffteil durch die Reibung auftreten. Die Belastung der Befestigung der angebrachten Schließeinrichtungen ist erheblich, insbesondere, wenn die Verankerungsstange, auf der die Schließeinrichtungen montiert sind, wie etwa die Verankerungsstange 10 (nach Fig. 3), am Dorn des Extruders befestigt ist, da die Anbringung des Dorns am Extruderkopf vorzugsweise mittels dünner Speichen ausgeführt wird, die die Strömung des geschmolzenen Kunststoffmaterials so wenig wie möglich stören.
Anstelle der Zuführung eines Fluids zu einem oder mehreren Abteilen zwecks Behandlung des Kunsstoffteils ist es natürlich auch möglich, daß ein Gas an der Stelle eines oder mehrerer Abteile mit dem Kunststoffteil in Berührung gebracht wird.
Fig. 4 zeigt eine weitere Anwendung des Erfindungsgedankens, wobei ein Rohrteil aus thermoplastischem Kunst stoff (wie etwa PVC oder PE) mit einer glatten zylindrischen Wand hergestellt wird. Ersichtlich können der Erfindungsgedanke und die Lösungen auch für die Herstellung von Teilen mit einem unterschiedlichen Querschnitt verwendet werden, ggf. durch Anpassung der Konstruktion der im folgenden beschriebenen Bauteile.
Fig. 4 zeigt einen Extruder 41, der dazu benutzt wird, in einem kontinuierlichen Prozeß ein Hohlrohr 42 aus thermoplastischem Kunststoff herzustellen. Beim Verlassen des Extruders 41 hat das Rohr 42 einen runden ringförmigen Anfangsquerschnitt.
Das den Extruder 41 verlassende Rohr 42 bewegt sich durch eine Außenkalibrierhülse 43 und läuft dann durch eine Kühlvorrichtung 44, im vorliegenden Fall eine Wasserkühlvorrichtung.
Das Rohr 42 wird dadurch biaxial orientiert, daß das Rohr 42, mit einer geeigneten Temperatur des Kunststoffmaterials des Rohrs 42, über einen Dorn 50 zwangsgeführt wird, der durch ein Zugglied 51 an seinem Platz gehalten wird, das durch das Hohlrohr 42 läuft und mit dem Extruder 41 verbunden ist.
In der Praxis ist die Orientierungstemperatur die Temperatur, bei der das Kunststoffmaterial maßstabil wird, wenn es abkühlt. Für PVC ist die Orientierungstemperatur in einem Bereich gerade oberhalb der Glasübergangstemperatur von PVC. PE und andere Polyolefine haben keine Übergangstemperatur, sondern eine "Alphaphase", die den Übergang von einer kristallinen über eine teilkristalline zu einer amorphen Struktur bezeichnet. Die Orientierungstemperatur eines solchen Kunststoffmaterials liegt gerade oberhalb des zur "Alphahpase" gehörenden Temperaturbereichs.
Der Dorn 50 wird nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert.
Zwecks Regulierung der Geschwindigkeit, mit der sich das Rohr 42 zum Dorn 50 hin bewegt, ist eine Rohrgeschwindigkeitsreguliervorrichtung 46 in einem Abstand stromaufwärts des stromaufwärts gelegenen Endes des Dorns 50, gesehen in Bewegungsrichtung des Rohrs 42, vorgesehen, wobei die Vorrichtung 46 hier mit der Außenseite des Rohres 42 in Eingriff steht.
Stromabwärts des Dorns 50 ist eine Zugvorrichtung 47 zwecks Ausübung einer axialen Zugkraft auf das Rohr 42 vorhanden. Die Zugvorrichtung 47 kann von einer aus dem Stand der Technik allgemein bekannten Art sein.
Im Falle der unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen Anlage wird die Außenseite des Rohres 42 stromabwärts der Vorrichtung 46 durch die Kühlvorrichtung 44 in der Weise abgekühlt, daß das Kunststoffmaterial in einer an die Außenseite des Rohres 42 angrenzenden Schicht auf eine Temperatur gebracht wird, die deutlich niedriger ist als die Orientierungstemperatur des Kunststoffmaterials. Dieses gewährleistet, daß die Wand des Rohres 42 eine kalte und folglich verhältnismäßig feste und harte Außenschicht einer zweckgerechten Dicke erhält, so daß die Außenschicht den mechanischen Einflüssen standhalten kann, die durch die am Rohr 42 angreifende Vorrichtung 46 ausgeübt werden.
Für ein Kunststoffmaterial, wie etwa PVC, dessen Glasübergangstemperatur im Bereich von etwa 80ºC bis 85ºC liegt, wurde gefunden, daß eine Abkühlung an der Außenseite des Rohres 42 auf etwa 70ºC ausreichend ist, um eine zweckgerecht dicke und feste Außenschicht zu erhalten. Die Temperatur der damit definierten Außenschicht liegt dann im Falle von PVC zwischen 80ºC an der Innenseite und 70ºC an der Außenseite der Außenschicht.
Wegen der Lücke zwischen der Vorrichtung 46 und dem Dorn 50 steht eine Zeitspanne zur Verfügung, um die Außenschicht auf die gewünschte Orientierungstemperatur aufzuwärmen. Während der Zeit, in der sich das Rohr 42 von der Vorrichtung 46 zum Dorn 50 bewegt, gibt das Material, das von der Außenschicht eingeschlossen ist und das eine höhere Temperatur hat als die Außenschicht, allmählich etwas von seiner Wärme an die kältere Außenschicht ab. Im Ergebnis wird die Außenschicht allmählich dünner, wenn die Außenseite des Rohres 42 nicht länger von der Außenseite her gekühlt wird. Schließlich kann dieses Aufwärmen zum Verschwinden der Außenschicht führen.
Die Temperatur des innersten Bereichs der Rohrwand wird vorzugsweise in der Weise reguliert, z. B. durch Innenkühlung/Erwärmung des Rohres 42, daß in dem Augenblick, in dem das Rohr 42 die Vorrichtung 46 verläßt, die Temperatur dieses Bereichs oberhalb der Orientierungstemperatur liegt. Wenn die Wärme des innersten Bereichs des Rohres allmählich an die Außenschicht abgegeben wird, kühlt sich der innerste Bereich auf die Orientierungstemperatur ab. Diese Übertragung von Wärme von der Innenseite zur Außenseite bedeutet, daß sich das Rohr einschl. der Außenschicht auf der für eine biaxiale Orientierung angestrebten Temperatur befindet.
Auf der Grundlage des oben erwähnten automatischen Aufwärmens der Außenschicht des Rohres 42 ist es nicht immer möglich zu gewährleisten, daß eine gleichförmige Orientierungstemperatur erreicht wird. Es wird daher dem Vorsehen einer Heizeinrichtung 48 der Vorzug gegeben. Diese Einrichtung 48 ist so augebildet, daß die Temperatur des Rohres 42 Sektor für Sektor in Umfangsrichtung beeinflußt wird, indem z. B. die Heizeinrichtung eine Mehrzahl von Infrarotheizeinheiten umfaßt, die nahe dem Dorn 50 mit regel mäßigen Abständen um die Bahn herum angeordnet sind, entlang der sich das Rohr 42 durch die Anlage bewegt.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß der Dorn 50 mit dem Verankerungsglied 51 am Extruder (hier nicht gezeigt) befestigt ist. Der Dorn 50 besteht im wesentlichen aus zwei Abschnitten, einem erwärmten Abschnitt 52, der einen im wesentlichen zylindrischen Aufnahmebereich 50a und einen konischen Expansionsabschnitt 50b umfaßt, und einem gekühltem Abschnitt 53, der einen im wesentlichen zylindrischen Ablaufbereich 50c umfaßt.
Eine Ringscheibe 54 aus wärmeisolierendem Material, wie etwa einem Kunststoff, ist zwischen dem erwärmten Abschnitt 52 und dem gekühlten Abschnitt 53 des Dorns 50 angeordnet.
Ein warmes Fluid, z. B. Warmwasser, wird durch eine Leitung 55 im Verankerungsglied 51 zu einem oder mehreren Kanälen 56 gefördert, die in dem im wesentlichen massivem Metalldornabschnitt 52 vorgesehen sind. Jeder Kanal 56 endet in einer vertieften Umfangsnut 57, die in der äußersten konischen Oberfläche des Dornabschnitts 52 angeordnet ist. Das durch die Leitung 55 zugeführte Fluid bildet eine Schicht zwischen dem Rohr 42 und dem erwärmten Dornabschnitt 52 des Dorns 50 und fließt aus der Nut 57 entgegen der Bewegungsrichtung des Rohres 47. Das warme Fluid erreicht dann einen Ringraum 58, der von einer Dichtungseinrichtung 59, dem Rohr 42 und dem Dornabschnitt 52 begrenzt ist. Das Fluid verläßt den Raum 58 über eine anschließende Leitung 60, die im Zugglied 51 vorgesehen ist. Das warme Fluid fließt nicht in der gleichen Richtung wie das sich bewegende Rohr 42, da eine effektive Fluiddichtung durch den Berührungsdruck zwischen dem Rohr 42 und dem Dorn 50 stromabwärts der Nut 57 im Bereich des Übergangs vom konischen Abschnitt 52 zum Ablaufbereich 53 des Dorns 50 geschaffen ist.
Im Falle der biaxialen Orientierung eines aus PVC hergestellten Rohres liegt die Temperatur des eingespeisten warmen Fluids bei etwa 95ºC, wobei der Druck vorzugsweise nicht größer als notwendig ist, um die Fluidschicht zwischen dem Rohr 42 und dem erwärmten Abschnitt 52 zu bilden und aufrecht zu erhalten.
Ein kaltes Fluid, z. B. kaltes Wasser, wird durch eine Leitung 61 im Verankerungsglied 51 einem oder mehreren Kanälen 62 zugeführt, die in dem im wesentlichen massiven Metalldornabschnitt 53 vorgesehen sind. Jeder Kanal 62 mündet in eine vertiefte Umfangsnut 63, die in der äußeren Oberfläche des Abschnitts 53 angeordnet ist. Von dieser Nut 63 fließt das Fluid entgegen der Bewegungsrichtung des Rohres 42 zu einer zweiten Umfangsnut 64, die in der äußeren Oberfläche des Dornabschnitts 53 vorgesehen ist, und von dort über einen oder mehrere Kanäle 65 zu einer Kammer 66 stromabwärts des Dorns 50. Dies bildet eine Fluidschicht zwischen dem gekühlten Abschnitt 53 des Dorns 50 und dem Rohr 42. Die Kammer ist von einer Dichtungseinrichtung 67, dem Bereich des Zuggliedes 51, der sich stromabwärts des Dorns 50 erstreckt, und dem Dornabschnitt 53 begrenzt. Das Fluid, das in die Kammer 66 strömt, verläßt die Kammer 66 über eine Leitung 69, die im Zugglied 51 vorgesehen ist.
Die Nut 63 hat einen solchen Abstand von dem stromabwärts gelegenen Ende des Dornabschnitts 53, daß eine effektive Fluiddichtung durch den Berührungsdruck zwischen dem Rohr 42 und dem Dornabschnitt 53 erreicht wird. Dieser Druck ist hauptsächlich das Ergebnis der Tendenz des Rohres 42 zu schrumpfen, wenn das Rohr gekühlt wird.
Der Strom des kalten Fluids zwischen dem Ablaufabschnitt 53 des Dorns und dem Rohr 42 kühlt des Rohr 42 direkt von der Innenseite, nachdem die radiale Aufweitung des Rohres 42 ausgeführt worden ist. Im Falle der biaxialen Orientierung von PVC beträgt die Temperatur des kalten Fluids z. B. etwa 20ºC, wenn dieses der Leitung 61 zugeführt wird.
Es ist zu bemerken, daß die Dicke der Fluidschichten zwischen dem Rohr 42 und den Abschnitten 52 und 53 des Dorns 50 in Fig. 5 übertrieben ist.
Aus Obigem ist ersichtlich, daß das Rohr 42 mit dem Dorn 50 nur in der Zone zwischen der Nut 57 auf dem konischen Abschnitt und der Nut 64 auf dem Ablaufabschnitt 63 und in der Zone zwischen der Nut 63 und dem stromabwärts gelegenen Ende des Ablaufabschnitts 53 in Berührung steht. Die Gesamtberührungszone ist demgemäß erheblich kleiner als im Falle eines herkömmlichen Expansionsdorns, und die Reibung zwischen dem Dorn 50 und dem Rohr 42 ist mit Blick auf eine Anlage mit einem herkömmlichen Dorn stark reduziert.
Als Ergebnis der reduzierten Reibung kann das Phänomen beobachtet werden, daß die auf das Rohr durch die Zugvorrichtung 47 (Fig. 4) ausgeübte Kraft nicht vollständig durch die Aufweitung des Rohres 42 und die Reibungskräfte, die am Dorn 50 auftreten dissipiert wird, sondern daß eine Restzugkraft am Rohr 42 stromaufwärts des Dorns 50 verbleibt. Dieses würde dazu führen, daß das Rohr 42 vom Extruder 41 mit einer größeren Geschwindigkeit abgezogen wird, als beabsichtigt, und das Rohr letztendlich reißen könnte. Um diesen unerwünschten Effekt auszuschalten, wird die Rohrgeschwindigkeitsreguliereinrichtung 46, die zwischen dem Extruder 41 und dem Dorn 50 angeordnet ist, so eingestellt, daß eine Bremskraft auf das Rohr 42 ausgeübt wird, d. h. eine vom Dorn 50 fortgerichtete Axialkraft. Ohne die das Rohr 42 bremsende Vorrichtung 46 kann beobachtet werden, daß, wenn ein Dorn 50 der beschriebenen Art verwendet wird, das Rohr 42 in seiner axialen Richtung nicht, oder zumindest nicht ausreichend, gereckt wird. Es muß daher eine Abstimmung zwischen der Zugkraft, die stromabwärts des Dorns 50 auf das Rohr 42 durch die Zugvorrichtung 47 ausgeübt wird, und der Axialkraft, die stromaufwärts des Dorns 50 von der Rohrgeschwindigkeits-Reguliereinrichtung ausgeübt wird, hergestellt werden. Diese Abstimmung wird dadurch erreicht, daß die Geschwindigkeit beider Vorrichtungen 46 und 47 reguliert wird.
Nach der vorliegenden Erfindung wird das einen Film bildende Fluid zwischen das Rohr 42 und den Dorn 50 durch Kanäle eingespeist, die im Dorn gebildet sind und in der äußeren Oberfläche des Expansionsdorns 50 ausmünden, insbesondere an dessen Expansionsabschnitt und Ablaufabschnitt. Dieses ermöglicht einen erheblich größeren Winkel des Expansionsabschnitts als bei dem Verfahren und der Vorrichtung, die in DE 23 57 210 beschrieben sind. Der Erfindungsgedanke der Bildung eines Fluidfilms zwischen dem Dorn und dem Rohr kann auch ohne die Bildung der kalten Außenschicht am extrudierten Rohr angewandt werden.
Um eine stabile Dicke der Fluidschicht zwischen dem Dornabschnitt 53 und dem Rohr 42 zu erhalten, wird der Verwendung einer volumetrischen Pumpe der Vorzug gegeben, d. h. einer Pumpe, die eine konstante Leistung hat, die unabhängig vom Fluiddruck für den Fluidumlauf ist. Eine Pumpe dieser Art wird vorzugsweise für den Umlauf des warmen Fluids verwendet, das die Fluidschicht zwischen dem Rohr 42 und dem Dornabschnitt 52 bildet.
Mit Hilfe einer in der Zeichnung nicht gezeigten Version eines Expansionsdorns nach der Erfindung kann die Art und Weise, in der das Rohr am Dorn anliegt, und folglich die auftretende Reibkraft, regulierbar gemacht werden. Ein für diesen Zweck geeigneter Dorn kann, in Bewegungsrichtung des Rohrs entlang dem Dorn gesehen, an einer Mehrzahl von Stellen entlang dem Dorn mit einer oder mehreren Zuführöffnungen und/oder einer oder mehreren Austrittsöffnungen für das Fluid versehen sein, das, in Gegenstromrichtung fließend, eine Schicht zwischen dem Rohr und dem Dorn bildet. Indem zugehörige Bedienungsventile für jede Zufuhr- und Austrittsöffnung für das Fluid vorgesehen werden, ist es somit möglich, die Stelle des Dorns zu regulieren, an der eine Fluidschicht zwischen dem Dorn und dem Rohr gebildet wird.
Die oben beschriebene Version des Dorns ist insbesondere für das Anlaufen der Anlage vorteilhaft. Beim Vorgang des Anlaufens ist es dann möglich, zuerst das Rohr zu extrudieren und es durch die Außenkühleinrichtung 44 zu führen, die in diesem Augenblick in Betrieb genommen wird. Sodann wird das Rohr 42 durch die Rohrgeschwindigkeitsreguliervorrichtung 46 geführt. Es tritt nun das Problem auf, daß das Rohr 42 über den Expansionsdorn gebracht werden muß. Um anfänglich eine stabile Rohrextrusion durchzuführen, wird das Rohr 42 zunächst in Längsrichtung hinter der Vorrichtung 46 offengeschnitten, so daß das Rohr noch nicht um den Dorn herum gelegt werden muß. Sobald der Längsschnitt nicht mehr angewandt wird, erreicht das Rohr den Dorn mit einer Rohrwand, die in Umfangsrichtung geschlossen ist. In diesem Augenblick ist es noch nicht möglich, mittels des in Fig. 5 dargestellten Expansionsdorns 50 eine Fluidschicht zwischen dem Rohr und dem Dorn 50 herzustellen. Noch kann von der Zugvorrichtung 47 Gebrauch gemacht werden, um das Rohr 42 über den Dorn 50 zwangszuführen. Daher wird nun die Rohrgeschwindigkeitsreguliervorrichtung 46 in der Weise eingestellt, daß sie das Rohr 42 in Richtung des Dorns 50 schiebt und somit das Rohr über den Dorn 50 drückt.
Falls anstelle des Dorns 50 von der oben beschriebenen Version des Expansionsdorns Gebrauch gemacht wird, ist es stets möglich, eine Fluidschicht an dem Punkt zu bilden, an dem das Rohr schon um den Dorn liegt, mit dem Ergebnis, daß die Reibung zwischen dem Rohr und dem Dorn aufgehoben oder reduziert wird. Dies bedeutet daher, daß während des Vorgangs der Rohrzwangsführung über den Dorn beim Anlaufen der Anlage die Zuführung des einen Film oder eine Schicht bildenden Fluids jederzeit an einem Punkt des Dorns stattfindet, der weiter stromabwärts liegt.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, wird das Rohr 42 auch außen gekühlt, nachdem die Orientierung in Umfangsrichtung durch den Expansionsdorn 50 durchgeführt worden ist. Eine Kühleinrichtung 70 ist vorgesehen, um diese Außenkühlung zu bewerkstelligen.
Eine Platte 75 mit einer Kalibrieröffnung, durch die das Rohr 42 hindurchläuft, ist stromabwärts des Dorns 50 angebracht. Die Platte 75 ist in bezug auf den Dorn 50 bewegbar, wie es durch den Pfeil E in Fig. 5 angegeben ist. Stromabwärts der Platte 75 ist eine Meßvorrichtung 80 angebracht, welche Vorrichtung 80 die Wanddicke und die Form des Querschnitts des durch die Vorrichtung 80 hindurchlaufenden Rohrs 42 feststellen kann.
Das Signal, das die Messungen von der Vorrichtung 80 repräsentiert, wird in eine Regelvorrichtung 81 eingegeben, die das Signal mit den gewünschten Rohrabmessungen vergleicht. Auf der Grundlage dieses Vergleichs kann die Position der Platte 75 in bezug auf den Dorn reguliert werden. Der gleiche Vergleich wird auch verwendet, um den Betrieb der Heizeinrichtung 48 zu regulieren.
Es versteht sich, daß von dem Erfindungsgedanken auch für die Schließeinrichtungen 59 und 67 Gebrauch gemacht werden kann, indem z. B. eine Schließeinrichtung der Art verwendet wird, wie sie mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben ist. In gleicher Weise ist es möglich, die Kanäle 65 nicht mit dem Raum 66 zu verbinden, sondern zur Außenseite über eine gesonderte Leitung durch das Verankerungsglied 51 zu führen.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung eines extrudierten hohlen Kunststoffteils (2; 42), das aus einem Extruderkopf mit einem Dorn austritt, der einen Hohlraum in dem Kunststoffteil bildet, wobei stromabwärts des Extruderkopfes (7; 41) eine Schließeinrichtung (9, 11; 9, 11, 32; 50) stationär in bezug auf den Extruder im Hohlraum des extrudierten Kunststoffteils gehalten ist, die Schließeinrichtung eine abmessungsmäßig starre Außenwand aufweist, die Außenwand derartige Abmessungen in bezug auf den Hohlraum des extrudierten Kunststoffteils besitzt, daß das Kunststoffteil bestrebt ist, mit der Außenwand der Schließeinrichtung in Reibeingriff zu gelangen, die Schließeinrichtung erste Leitungsmittel (17; 56, 62) umfaßt, die in zumindest eine Zuführöffnung (16; 57; 63) ausmünden, die in der Außenwand der Schließeinrichtung vorgesehen ist, die ersten Leitungsmittel mit einer Fluidversorgungseinrichtung zum Fördern von Fluid zu den ersten Leitungsmitteln verbindbar ist, und zweite Leitungsmittel (20; 60, 65), die mit zumindest einer Austrittsöffnung (19; 64) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (19; 60, 64) stromaufwärts der Zuführöffnung (16; 57, 63) gelegen ist und daß das Fluid zwischen die Außenwand der Schließeinrichtung und den Kunststoffteil gedrückt wird, derart, daß das Fluid einen Fluidfilm zwischen dem Kunststoffteil und der Außenwand im Bereich zwischen der Zuführöffnung und der Austrittsöffnung bildet, wobei das Fluid im Gegenstrom, d. h. entgegen der Extrusionsrichtung des Kunststoffteils, zwischen der Schließeinrichtung und dem Kunststoffteil durchgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Fluid mit einer druckunabhängigen Strömungsrate zwischen die Schließeinrichtung und das Kunststoffteil gedrückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das zwischen die Schließeinrichtung und das Kunststoffteil gedrückte Fluid zur Behandlung des Kunststoffteils verwendet wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest ein abgedichtetes Abteil (13; 30, 31; 58, 66) im Hohlraum des Kunststoffteils mittels einer Mehrzahl von Schließeinrichtungen gebildet wird und wobei ein Kunststoffteilbehandlungsmedium zu dem zumindest einen abgedichteten Abteil zur Behandlung des Kunststoffteils gefördert wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Falle von zumindest einer Schließeinrichtung (32) ein Fluid zwischen die abmessungsmäßig starre Außenwand der Schließeinrichtung und das extrudierte Kunststoffteil gedrückt und das Fluid im Gegenstrom, d. h. entgegen der Extrusionsrichtung des Kunststoffteils, zwischen die Schließeinrichtung und das Kunststoffteil geleitet wird, wobei die Schließeinrichtung die Trennung zwischen zwei abgedichteten Abteilen (30,31) im Hohlraum des Kunststoffteils bildet und jedes der Abteile mit einem gesonderten Strom des Kunststoffteilbehandlungsmediums, insbesondere Kühlwasser, gespeist wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das Kunststoffteil, während es an dem ersten abgedichteten Abteil (13; 30) vorbeigeht, das stromabwärts der Extrusionsvorrichtung im Hohlraum des Kunststoffteils gelegen ist, auf der Außenseite behandelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Behandlung des Kunststoffteils auf der Außenseite die Außenkalibrierung (3) und Kühlung (4) des Kunststoffteils umfaßt.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, bei dem das Kunststoffteil, wenn es an einem ersten abgedichteten Abteil (30) vorbeigeht, das stromabwärts der Extrusionsvorrichtung im Hohlraum des Kunststoffteils gelegen ist, mit einem Fluid bei einer erhöhten Temperatur behandelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die erhöhte Temperatur des Kunststoffteilbehandlungsfluids in etwa bei der Erstarrungstemperatur des Kunststoffs des extrudierten Teils liegt.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das extrudierte Kunststoffteil, in einem Abstand stromabwärts der Schließeinrichtung (9), durch eine Kalibriereinrichtung (3) hindurchläuft, die den Querschnitt des Kunststoffteils reduziert.

11. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Temperatur des zwischen die Schließeinrichtung und das Kunststoffteil gedrückten Fluids niedriger ist als die Temperatur des Kunststoffteilbehandlungsmediums, das dem stromaufwärts der Schließeinrichtung vorhandenen abgedichteten Abteil zugeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Temperatur des Kunststoffteilbehandlungsmediums, das dem Abteil (30), das stromaufwärts der Schließeinrichtung (33) vorhanden ist, zugeführt wird, höher ist als die Temperatur des Kunststoffteilbehandlungsmediums, das dem Abteil (31) zugeführt wird, das stromabwärts der Schließeinrichtung vorhanden ist.

13. Anlage zum Extrudieren eines hohlen Kunststoffteils (2; 42), wobei die Anlage einen Extruder (1; 41), einen Extruderkopf (7), der mit dem Extruder verbunden ist und einen Dorn (8) zum Bilden eines Hohlraums in dem extrudierten Teil aufweist, sowie eine Schließeinrichtung (9, 11; 9, 11, 32; 50), die im Inneren des Hohlraums des extrudierten Teils in einem Abstand stromabwärts des Extruders in Extrusionsrichtung zum Abdichten des Hohlraums des extrudierten Teils gehalten ist, umfaßt, und wobei die Schließeinrichtung eine abmessungsmäßig starre Umfangswand aufweist, die Umfangswand solche Abmessungen in bezug auf den Hohlraum des extrudierten Kunststoffteils besitzt, daß im Betrieb der Extrusionsanlage das Kunststoffteil bestrebt ist, mit der Umfangswand der Schließeinrichtung in Reibeingriff zu gelangen, die Schließeinrichtung erste Leitungsmittel (17; 56, 62), die in zumindest eine Zuführöffnung (16; 57, 63) ausmünden, die in der Umfangswand der Schließeinrichtung vorgesehen ist, und zweite Leitungsmittel (20; 60, 65) umfaßt, die mit zumindest einer Austrittsöffnung (19; 60, 64) verbunden sind, und die Anlage ferner eine Fluidversorgungseinrichtung zum Fördern von Fluid zu den ersten Leitungsmitteln umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Austrittsöffnung (19; 60, 64) stromaufwärts der zumindest einen Zuführöffnung (16; 57; 63) gelegen ist und daß die Fluidversorgungseinrichtung geeignet ist, einen Fluidfilm zwischen der Umfangswand der Schließeinrichtung und dem Kunststoffteil zu bilden, welches Fluid entgegen der Extrusionsrichtung des Kunststoffteils strömt.

14. Anlage nach Anspruch 13, bei der die zumindest eine Austrittsöffnung (19; 64) für das Fluid, das über die zumindest eine Zuführöffnung zugeführt wird, und das einen Film bildet, in der Umfangswand der Schließeinrichtung vorgesehen ist.

15. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 14, bei der die Fluidversorgungseinrichtung für eine Förderung des Fluids zu der zumindest einen Zuführöffnung mit einer druckunabhängigen Strömungsrate ausgebildet ist.

16. Anlage nach Anspruch 15, bei der die Fluidversorgungseinrichtung für eine Einstellung der gewünschten Strömungsrate ausgebildet ist.

17. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 16, bei der die Schließeinrichtung mit einer Mehrzahl von Zuführöffnung (16; 57, 63) versehen ist, die mit regelmäßiger Verteilung in Umfangsrichtung der Schließeinrichtung rund um die Schließeinrichtung angeordnet sind.

18. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 17, bei der die zumindest eine Austrittsöffnung (18) eine Nut ist, die sich in Umfangsrichtung um die Schließeinrichtung erstreckt.

19. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 18, bei der die Anlage zumindest drei Schließeinrichtungen (9, 32, 11) umfaßt, die nacheinander in Extrusionsrichtung, jeweils mit einem Abstand voneinander, zur Bildung einer Mehrzahl abgedichteter, voneinander getrennter Abteile (30,31) im Hohlraum des extrudierten Teils angeordnet sind.

20. Anlage nach Anspruch 19, bei der die Anlage gesonderte Mittel für jedes von zwei Schließeinrichtungen begrenzte abgedichtete Abteil zum Fördern eines Mediums zu dem Abteil und zu seiner Abgabe aufweist.

21. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 20, bei der die Anlage gesondert Mittel für jedes von zwei Schließeinrichtungen begrenzte abgedichtete Abteil zum Fördern eines Fluids mit einer gewählten Temperatur zu dem Abteil und zum Abgeben des Fluids aufweist.

22. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 21, bei der die Anlage mit einer Außenkühleinrichtung (4) zum Kühlen des extrudierten Teils von der Außenseite versehen ist.

23. Anlage nach Anspruch 22, bei der die Außenkühleinrichtung (4) eine Mehrzahl von Segmenten umfaßt, die nacheinander angeordnet sind, und die Außenkühlvorrichtung für eine Einstellung der Kühlkapazität gesondert für jedes Segment ausgebildet ist.

24. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 23, bei der die Schließeinrichtung ein Expansionsdorn (50) zum Aufweiten des extrudierten Kunststoffteils (42) in Umfangsrichtung ist, wobei der Expansionsdorn zumindest einen Bereich (50b) mit einem in Extrusionsrichtung größer werdenden Querschnitt zum Aufweiten des sich entlang dem Expansionsdorn bewegenden Kunststoffteils umfaßt.

25. Anlage nach Anspruch 24, bei der der Expansionsdorn (50) einen ersten Bereich (50b) mit einem Querschnitt, der in Extrusionsrichtung größer wird, und einen zweiten Bereich (50c) umfaßt, der mit diesem stromabwärts in Extrusionsrichtung verbunden ist und einen im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt aufweist, wobei die zumindest eine Zuführöffnung (63) und die zumindest eine Austrittsöffnung (64) für das filmbildende Fluid in der Umfangswand des zweiten Bereichs (50c) des Expansionsdorns vorgesehen ist.

26. Anlage nach Anspruch 24 oder 25, bei der der Expansionsdorn einen ersten Bereich (50b) mit einem Querschnitt, der in Extrusionsrichtung größer wird, und einen zweiten Bereich (50a) umfaßt, der mit diesem stromaufwärts in Extrusionsrichtung verbunden ist und einen im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt aufweist, wobei die zumindest eine Zuführöffnung (57) für das Fluid im ersten Bereich (50b) des Expansionsdorns vorgesehen und die zumindest eine Austrittsöffnung (60) in Extrusionsrichtung stromaufwärts vom ersten Bereich (50b) angeordnet ist.