DE8304167U1 - Raupenabzug - Google Patents

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PATENTANWÄLTE *"* '* "

DIPL.^:ING. W. GOLLWITZER · DIPL.-ING. F. W. MOLL 674O LANDAU/PFALZ · LANGBTBABBE 5

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G 83 04 167.2 - 3 - 11. Mai 1983

Mr.

Vobeu Artür Easton Gesellschaft für Vorrichtungsbau mit beschränkter Haftung, Blieskastel-Breitfurt

" Raupenabzug "

Die Neuerung betrifft einen Raupenabzug zum kontinuierlichen Abziehen von extrudierten Rohren oder Profilen gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

In der kunststoffverarbeitenden Industrie müssen extrudierte Strangprodukte wie Rohre, Bänder, Profile usw. zur Erreichung gleichbleibender Abmessungen nach ihrem Austritt aus dem Extruder kalibriert, gekühlt und abgezogen werden. Zu diesem Zweck werden in der Praxis überwiegend Raupenabzüge eingesetzt. Sie bestehen aus zwei Raupenketten mit darauf befestigten, elastischen Mitnehmerstollen, die unter einem bestimmten Druck das Abzugsgut oben und unten erfassen und abziehen. Voraussetzung für gleichbleibende Güte und Abmessungen sind neben einem konstanten Extruderausstoß insbesondere auch eine konstant bleibende Abzugsgeschwindigkeit. Anderenfalls wird das Abzugsgut verdrückt oder beschädigt - beispielsweise wird aus einem rechtecki-

gen Querschnitt ein Parallelogramm. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Kunststoff beim Austritt aus dem Extruder nicht sofort restlos erstarrt, sondern noch eine gewisse Verformbarkeit besitzt, oder daß die Mitnehmerstollen auf dem Kunststoffmaterial unkontrolliert rutschen.

Einfache Raupenabzüge gehen davon aus, daß eine Verformung oder Beschädigung des Abzugsgutes dann nicht eintritt, wenn obere und untere Raupe gleich schnell laufen. Aus diesem Grund erhalten die Kettenräder der oberen und unteren Raupen einen gemeinsamen Antrieb, so daß die Drehzahlen der Kettenräder gleich sind, ebenso die von den Kettenrädern übertragenen Abzugsmomente. Die Raupen und insbesondere die den Kontakt mit dem Abzugsgut herstellenden Mitnehmerstollen werden deshalb so ausgelegt, daß sie gleiche Form und Größe haben, so daß auch Geschwindigkeit und Abzugskraft an den Mitnehmerflächen der Ober- und Unterseite identisch sind.

Die Praxis zeigt jedoch, daß infolge von Verschleiß sich die Ketten längen, d.h. daß der Abstand der Glieder untereinander größer wird und nicht mehr mit der Teilung der Kettenräder übereinstimmt. Dadurch wird die Abzugsgeschwindigkeit größer und das von der Kette übertragene Abzugsmoment wird kleiner. Die Praxis zeigt ferner, daß überraschenderweise die untere Raupenkette erheblich stärker verschleißt als die obere, so daß die Raupenketten relativ häufig erneuert werden müssen.

Sollen unsymmetrische Profile abgezogen werden, so ist es in der Praxis oft sehr schwierig, die Mitnehmerstollen der oberen und der unteren Kette so auf das unsymmetrische Profil abzustimmen, daß beide Raupenketten gleiche Abzugsmomente und -geschwindigkexten auf das Abzugsgut übertragen. Bei der Dimensionierung der Mitnehmer-

Stollen muß zusätzlich beachtet werden, daß die Kettenglieder durch die Mitnehmerstollen nicht zu sehr auf Biegung beansprucht und vorzeitig verschliessen werden.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik hat man versucht, die geschilderten Schwierigkeiten dadurch zu umgehen, daß jeder Raupe ein eigener Antriebsmotor zugeordnet wurde und daß die Geschwindigkeit der Motoren gegeneinander verstellt werden konnte. Mit dieser Anordnung ist es möglich, bei ausreichender Erfahrung und mit etwas Probieren die Geschwindigkeiten so einzuregeln, daß die Abzugsmomente und -geschwindigkeiten der beiden Ketten gleich sind. Da eich jedoch wie geschildert die Verhältnisse im Laufe des Betriebs unkontrolliert verändern, müßte die Drehzahleinctellung ständig korrigiert werden, wobei durch weitere Versuche geklärt werden müßte, in welche Richtung und mit welcher Stärke die Korrektur erfolgen muß. In der Praxis Bind deshalb die Ergebnisse bei einem Einzelantrieb der Raupenketten nicht besser als die Ergebnisse bei einem gemeinsamen Antrieb der Raupenketten. Da außerdem die Kosten derartiger Anlagen mit Mehrmotoren-Antrieb höher sind, konnten sie sich trotz ihrer theoretisch idealen Voraussetzungen nicht durchsetzen.

Der vorliegenden Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Raupenabzug der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß auf einfachste Art und Weise gleiche Abzugsgeschwindigkeiten und -momente zwischen dem Abzugsgut und den beiden Raupenketten erzielbar sind.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das kennzeichnende Merkmal des Schutzanspruchs 1.

Bei der vorliegenden Neuerung wird der seit Jahrzehnten bekannte Effekt genutzt, daß ein Differentialge-

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triebe einen Ausgleich von Geschwindigkeit und Drehmoment seiner beiden Abgangswellen ermöglicht. Die Aufgabe des Differentialgetriebes besteht darin, bei kraftschlüssiger Verbindung beider Raupen mit dem zwischen ihnen liegenden Abzugsgut gleiche Abzugsmomente an der unteren und oberen Raupe zu realisieren. Sind die maßgebenden Parameter, d.h. wirksamer Teilkreisdurchmesser der Kettenräder, Geschwindigkeit, Reibungskoeffizient usw. bei oberer und unterer Raupe gleich, so ist kein Ausgleich erforderlich, d.h. die Ausgleichsräder im Differentialgetriebe drehen sich nicht um ihre Achse, sondern wirken als feste Brücke zwischen den beiden Abgangsrädern. Verändern sich diese Parameter, beispielsweise weil eine der Ketten verschlissen ist, so regulieren die Ausgleichsräder die Abzugsmomente der beiden Raupen selbsttätig und ohne zeitliche Verzögerung auf gleiche Werte, ohne daß eine Bedienungsperson oder eine elektronische Steuerung eingreifen müßte.

Abgesehen davon, daß eine Anlage mit nur einem Antriebsmotor und Differentialgetriebe preiswerter herzustellen und einfacher zu warten ist als eine Anlage mit Mehrmotoren-Antrieb und elektronischer Steuerung, hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß der nach bisheriger Ansicht unvermeidliche erhöhte Verschleiß der unteren Raupenkette reduziert wird, so daß obere und untere Raupenkette jetzt gleich lange Lebensdauer haben.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Neuerung können die Kettenräder von oberer und unterer Raupe voneinander abweichende Durchmesser besitzen. War es bisher beispielsweise beim Abziehen von ü-formigen Profilen erforderlich, die Mitnehmerstollen der oberen Raupenkette auf die Enden der U-Schenkel wirken zu lassen, so ist es jetzt möglich, die Mitnehmerstollen direkt auf den Boden des U-Profils einwirken zu lassen. Beim Auswechseln der Ketten-

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räder ist es noch nicht einmal erforderlich, das Übersetzungsverhältnis des Getriebes an die geänderten Kettenraddurchmesser anzupassen, da das Differentialgetriebe nicht nur die Abzugsmomente, sondern auch die Abzugsgeschwindigkeiten selbsttätig ausgleicht.

Die Neuerung ermöglicht es erstmals, Kettenräder, Raupen und Mitnehmerstollen allein auf die geometrische Form des Abzugsgutes zu optimieren, ohne dabei Verformunger oder Beschädigungen des Abzugsgutes zu riskieren.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Neuerung sowie ihre Vorteile orläutert werden. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Zwei-Rupenabzug,

Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht des Einzugs eines ersten Zwei-Raupenabzugs,

Fig. 3 eine Frontansicht des ersten Raupenabzugs der Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Einzug eines zweiten Raupenabzugs,

Fig. 5 eine Frontansicht des zweiten Raupenabzugs der Fig. 4 und

Fig. 6 eine geschnittene Frontansicht eines dritten Raupenabzugs.

In Fig. 1 erkennt man einen Antriebsmotor 1, der die Eingangswelle eines Reduzier- und Differentialgetriebes

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antreibt. Die untere Abgangswelle 3 des Differentialgetriebes 2 ist über eine feste Kupplung 4 mit einer Antriebswelle 5 für die untere, starr am Fundament gelagerte Raupe gekoppelt. Auf der unteren Welle 5 ist ein Kettenrad 6 befestigt . Auf dem Kettenrad 6 läuft eine Antriebskette 7, auf deren Kettengliedern über (nicht dargestellte) Stollenträger profilierte Mitnehmerstollen 8 auswechselbar befestigt sind.

Die obere Abgangswelle 1O des Differentialgetriebes 2 ist über eine kardanische Kupplung 11 mit einer Antriebswelle 12 für die obere Raupe gekoppelt. Die kardanische Kupplung 11 ist erforderlich, da die obere Raupe im Schwerpunkt pendelnd gelagert ist und von zwei Pneumatik-Zylindern bewegt und an das Abzugsgut angedrückt wird. Auf der oberen Antriebswelle 12 ist ein Kettenrad 13 befestigt, welches eine obere Raupenkette 14 antreibt, auf der profilierte Stollen 15 auswechselbar befestigt sind. Bei dem Abzugsgut handelt es sich um ein extrudiertes Kunststoffrohr 9. Aus diesem Grund sind die Mitnehmerstollen 8, 15 prismatisch profiliert.

Die Fig. 2 und 3 zeigen den Einzugsbereich eines Zwei-Raupenabzugs. Man erkennt von der unteren starr gelagerten Raupe das vordere Kettenrad 6 sowie ein Stück der Raupenkette 7 und die Mitnehmerstollen 8. Von der oberen, pendelnd gelagerten Raupe erkennt man das vordere Kettenrad 13, die Raupenkette 14 sowie die Mitnehmerstollen 15. Die Mitnehmerstollen 8, 15 erfassen das Abzugsgut 9 von oben und unten. Die obere bzw. untere Kette 7 bzw. 14 laufen mit den Geschwindigkeiten ν bzw. ν , das Abzugsgut 9 wird mit der Geschwindigkeit ν abgezogen. Da es sich bei dem als Abzugsgut angenommenen Rohr 9 um ein symmetrisches Profil handelt, sind die Geschwindigkeiten ν, ν und ν gleich. Da die Durchmesser der Kettenräder 6 bzw. 13 ebenfalls gleich sind,

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sind - gleicher Zustand der Ketten 7 bzw. 14 angenommen auch ihre Drehzahlen gleich.

Die Fig. 4 und 5 zeigen den Einzugsbereich eines anderen Zwei-Raupenabzugs. Als Abzugsgut ist hier ein U-Profil 9.1 mit schmaler Basis und extrem langen Schenkeln angenommen. Das obere Kettenrad 13.1 besitzt einen erheblich größeren Durchmesser als das untere Kettenrad 6. Auf diese Weise ist es möglich, daß die Mitnehmerstollen 15.1 der oberen Raupe auf die Basis des U-Profils einwirken. Bei einer Anordnung wie in Fig. 2 müßten die Mitnehmerstollen der oberen Raupe auf die beiden Enden der Schenkel drücken, wodurch die Reibungsverhältnisse zwischen den oberen Mitnehmerstollen und dem Abzugsgut durch zusätzliche Maßnahmen den Reibungsverhältnissen zwischen den unteren Mitnehmerstollen und dem Abzugsgut angepaßt werden müssen.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 sind die Geschwindigkeiten v, v_Q und ν gleich. Aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser der Kettenräder sind jedoch die Drehzahlen der Antriebswellen unterschiedlich. Mit Hilfe des Differentialgetriebes geli' gt es jedoch, die Drehzahlen der Antriebswellen sich selbsttätig so einstellen zu lassen, daß Abzugsgeschwindigkeiten und -momente gleich bleiben.

Fig. 6 zeigt ein extremes Beispiel für die Möglichkeit, die obere und untere Raupe völlig freizügig zu gestalten. Auf der unteren Antriebswelle 5 ist ein einzelnes Kettenrad 6.1 befestigt, welches eine extrem breite Raupenkette 7.1 mit ebenfalls extrem breiten Mitnehmerstollen 8.1 antreibt.

Auf der oberen Antriebswelle 12 sind zwei Kettenräder 13.2 bzw. 13.3 befestigt. Jedes Kettenrad 13.2 bzw. 13.3 treibt eine eigene Raupenkette 14.2 bzw. 14.3 an. Die Raupen-

ketten 14.2 bzw. 14.3 und die auf ihnen befestigten Mitnehmerstollen 15.2 bzw. 15.3 sind extrem schmal. Abzugsgut ist ein extrem breites Ü-Profil 9.2 und die Mitnehmerstollen 15.2, 15.3 der beiden oberen Raupenketten 14.2, 14.3 drücken auf den Boden des Ü-Profils, während die Mitnehmerstollen 8.1 der unteren Raupe auf die ganze Fläche des U-Profilbodens wirken. Es ist leicht einzusehen, daß die schmalen Mitnehmerstollen der oberen Raupe wesentlich billiger herzustellen und einfach zu montieren sind als die breiten Mitnehmerstollen der unteren Raupe. Trotz der extrem unterschiedlichen Verhältnisse gelingt es jedoch, durch den Einsatz des Differentialgetriebes gleiche Abzuc geschwindigkeiten für die obere und die untere Raupe zu erreichen.

Claims (2)

DIPL..-ING. W. GOIXWrrZER · ΒΙΡΙ,.-DiG- P. W. MOLL S74O USSAV/PFALZ · LAIfGSTBASSE S POSTFACH SOSO - TXLEFON 03341/I0035, 87O0O - TELSX O4 53333 POSTSCHECK 1UDW1G8HAFEN 27 β«2-β7β - DEUTSCHE BANK LAMXtAV OZlSlOO (BLZ 5487OO95) G 83 04 167.2 .11. Mal 1983 Mr. Vobau Artur Baston Gesellschaft für Vorrichtungsbau mit beschränkter Haftung, Blieskastel-breitfurt 11 Raupenabzug" Schutzansprüche

1. Raupenabzug zum kontinuierlichen Abziehen von extrudierten Rohren oder Profilen, enthaltend:

- eine fest gelagerte untere Raupe,

- eine beweglich gelagerte obere Raupe,

- einen Motorantrieb für die Raupen, wobei die Raupen umfassen:

- eine endlose Raupenkette, bestehend aus Rollenketten, mit Stollenträgern bestückt, auf den auswechselbare Stollen befestigt sind, und über Kettenräder laufend

gekennzeicnnet durch das Merkmal:

- der Antrieb der Raupenketten (7, 14) erfolgt durch einen einzigen Motorantrieb (1) über ein Differentialgetriebe (2) .

2. Raupenabzug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- die Kettenräder (6, 13) von oberer und unterer Raupe (7, 14) besitzen voneinander abweichende Durchmesser.