DE9218013U1 - Wall thickness measuring device with calibration device - Google Patents

Wall thickness measuring device with calibration device

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Description

29.03.1993 - 1 - KN/Be 52329G29.03.1993 - 1 - KN/Be 52329G

Friedrich THEYSOHN GmbHFriedrich THEYSOHN GmbH

Borweg 27Borweg 27

D 497O Bad Oeynhausen 1D 497O Bad Oeynhausen 1

Wanddickenmeßvorrichtung mit KalibriervorrichtungWall thickness measuring device with calibration device

Die Erfindung betrifft eine Extrudieranlage für Langprodukte, insbesondere Kunststoffrohre, mit einem Extruder, einer diesem nachgeordneten wassergekühlten und mit Unterdruck beaufschlagbaren Kalibrierhülse und einer einen Ultraschallsensor aufweisenden Wanddickenmeßvorrichtung.The invention relates to an extrusion system for long products, in particular plastic pipes, with an extruder, a water-cooled calibration sleeve that can be subjected to negative pressure and a wall thickness measuring device with an ultrasonic sensor.

Zur Messung der Wanddicke des mittels der Extrudieranlage hergestellten Langproduktes, insbesondere der Wanddicke des Kunststoffrohres sind Ultraschall-Wanddickenmeßgeräte gebräuchlich, die auf der Laufzeitmessung des in das Produkt eingeleiteten Ultraschallsignals basieren. Dabei hängt die Laufzeit des Ultraschallsignals von den Materialeigenschaften und der Temperatur des extrudierten Produktes ab. Um eine möglichst genaue Aussage über die Wanddicke entlang des Umfanges des Langproduktes zu erhalten, ist es erforderlich, daß die Temperatur desTo measure the wall thickness of the long product produced by the extrusion system, in particular the wall thickness of the plastic pipe, ultrasonic wall thickness gauges are used, which are based on the transit time measurement of the ultrasonic signal introduced into the product. The transit time of the ultrasonic signal depends on the material properties and the temperature of the extruded product. In order to obtain the most accurate information possible about the wall thickness along the circumference of the long product, it is necessary that the temperature of the

extrudierten Produktes an den Meßpositionen der üblicherweise gleichmäßig über den gesamten Umfang verteilt angeordneten Ultraschallsensoren konstant ist.extruded product is constant at the measuring positions of the ultrasonic sensors, which are usually evenly distributed over the entire circumference.

Aus der DE 39 06 363 Cl ist eine Extrudieranlage der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Wanddickenmeßvorrichtung zwischen dem Extruder und einer Kühleinrichtung angeordnet ist, wobei hierbei umlaufende Sensoren vorgesehen sind, die um eine ortsfeste, wassergekühlte und mit Unterdruck beaufschlagte Kalibrierhülse rotieren. Mit einer solchen Vorrichtung läßt sich zwar die Temperaturverteilung über den Umfang vereinheitlichen, doch kann es auch hier noch zu nicht tolerierbaren Temperaturinhomogenitäten kommen. Darüber hinaus ist die bekannte Vorrichtung vergleichsweise kompliziert sowohl im Aufbau als auch in der Handhabung, da beim Übergang von einem Extrudierdurchmesser auf einen anderen umfangreiche Umrüstarbeiten erforderlich sind.From DE 39 06 363 Cl an extrusion system of the type mentioned above is known, in which the wall thickness measuring device is arranged between the extruder and a cooling device, whereby rotating sensors are provided which rotate around a stationary, water-cooled calibration sleeve subjected to negative pressure. With such a device, the temperature distribution can be standardized over the circumference, but intolerable temperature inhomogeneities can still occur. In addition, the known device is comparatively complicated both in terms of construction and handling, since extensive conversion work is required when changing from one extrusion diameter to another.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Extrudieranlage der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß zum einen die Genauigkeit des Wanddickenmeßgerätes verbessert wird und zum anderen der maschinentechnische Aufwand zur Umrüstung der Anlage reduziert wird.The invention is based on the object of further developing an extrusion system of the type mentioned at the beginning in such a way that, on the one hand, the accuracy of the wall thickness measuring device is improved and, on the other hand, the mechanical outlay for converting the system is reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Extrudieranlage für Langprodukte der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Kalibrierhülse eine Haltevorrichtung vorgeordnet ist, die mindestens einen Ultraschallsensor mit vorgebbarem Abstand seines Meßkopfes von der Außenseite des Langproduktes und eine mit der Kalibrierhülse fluchtende Vorsatzhülse trägt, deren Innendurchmesser zum Zwecke der Vorkalibrierung aufThis object is achieved according to the invention in an extrusion system for long products of the type mentioned at the beginning in that a holding device is arranged in front of the calibration sleeve, which carries at least one ultrasonic sensor with a predeterminable distance of its measuring head from the outside of the long product and an attachment sleeve aligned with the calibration sleeve, the inner diameter of which for the purpose of pre-calibration is

den einlaufseitigen Innendurchmesser der Kalibrierhülse abgestimmt ist.the inlet-side inner diameter of the calibration sleeve is matched.

Der bzw. die Ultraschallsensoren können ortsfest angeordnet oder umlaufend um das Langprodukt gelagert sein. Wenn mehr als ein Ultraschallsensor eingesetzt wird, sollten die Ultraschallsensoren versetzt gegeneinander angeordnet sein.The ultrasonic sensor(s) can be arranged in a fixed location or mounted around the long product. If more than one ultrasonic sensor is used, the ultrasonic sensors should be arranged offset from one another.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß durch die örtliche Nähe zwischen Austritt des extrudierten Produktes aus der Düse des Extruders und der Position des Ultraschallsensors nur ein kurzer räumlicher Abstand besteht. Hierdurch hat das extrudierte Langprodukt über seinen gesamten Umfang dennoch denselben Temperaturwert wie beim Austritt aus der Extruderdüse, weil bis zur Position der Ultraschallsensoren nur eine unwesentliche Kühlung durch die Umgebungsluft stattgefunden hat. Neben dem Vorteil der Temperaturvergleichmäßigung hat die erfindungsgemäß erfolgende frühzeitige Wanddickenmessung den weiteren Vorteil, daß die Produktqualität durch die extrem kurze Totzeit des Wanddickenregelprozesses erheblich verbessert werden kann. Wegen der mit der Wanddickenmessung kombinierten, der Vorkalibrierung des Langproduktes dienenden Vorsatzhülse der Haltevorrichtung wirkt sie nicht nur als verlängerte Kalibrierhülse, sondern hält das Langprodukt in genau definierter Lage flatterfrei, was für eine genaue Wanddickenmessung wesentlich ist. Weitere Vorteile bestehen darin, daß durch die ortsfeste Anordnung des mindestens einen Ultraschallsensors eine störunanfällige und mechanisch vereinfachte Wanddickenmeßvorrichtung geschaffen wurde. Durch die Lösbarkeit der Vorsatzhülse wird ermöglicht, daß diese gemeinsam mit der Kalibrierhülse ausgetauschtThe invention is characterized by the fact that, due to the proximity between the exit of the extruded product from the extruder nozzle and the position of the ultrasonic sensor, there is only a short spatial distance. As a result, the extruded long product has the same temperature value over its entire circumference as when it exits the extruder nozzle, because only insignificant cooling by the ambient air has taken place up to the position of the ultrasonic sensors. In addition to the advantage of temperature uniformity, the early wall thickness measurement according to the invention has the further advantage that the product quality can be significantly improved by the extremely short dead time of the wall thickness control process. Because of the attachment sleeve of the holding device, which is combined with the wall thickness measurement and serves to pre-calibrate the long product, it not only acts as an extended calibration sleeve, but also holds the long product in a precisely defined position without fluttering, which is essential for accurate wall thickness measurement. Further advantages are that the stationary arrangement of at least one ultrasonic sensor has created a failure-resistant and mechanically simplified wall thickness measuring device. The detachability of the attachment sleeve makes it possible to replace it together with the calibration sleeve.

werden kann, wenn eine Umstellung der Produktion auf einen anderen Durchmesser des Langproduktes erfolgen soll, ohne daß die Sensorik der Wanddickenmeßvorrichtung ausgewechselt werden muß. Der vorgegebene Abstand zwischen Meßkopf und Außenfläche kann beliebig zwischen dem Wert 0, wobei der Meßkopf direkt auf der Außenfläche angeordnet ist, und einem anderen gewünschten Vorgabewert variiert werden, so daß sich auch hierdurch eine leichte Anpassung an unterschiedliche Produktdurchmesser ergibt.can be used if production is to be changed to a different diameter of the long product without the sensors of the wall thickness measuring device having to be replaced. The specified distance between the measuring head and the outer surface can be varied as desired between the value 0, where the measuring head is arranged directly on the outer surface, and another desired specified value, so that this also results in easy adaptation to different product diameters.

Wenn in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, daß Haltevorrichtung und Vorsatzhülse eine geschlossene Kammer bilden, innerhalb der ein Innenraum vorgesehen ist, in dem der mindestens eine Ultraschallsensor mit einem Ankopplungsmedium, insbesondere Wasser umspülbar ist, erhöht sich die Meßgenauigkeit der Wanddickenmeßvorrrichtung weiter. Hierdurch kann auch eine intensive Kühlung im Bereich des Raumes zwischen Meßkopf des Ultraschallsensors und Außenfläche des Langproduktes gewährleistet werden, so daß speziell im Einlaufbereich kein Verkleben der heißen Masse des Langproduktes stattfindet. Die aus Haltevorrichtung und Vorsatzhülse gebildete geschlossene Kammer kapselt den Ultraschallsensor ein, so daß auch unter rauhen Betriebsbedingungen eine gute Funktionalität gewährleistet ist.If, in one embodiment of the invention, the holding device and the attachment sleeve form a closed chamber within which an interior space is provided in which the at least one ultrasonic sensor can be flushed with a coupling medium, in particular water, the measuring accuracy of the wall thickness measuring device is further increased. This also ensures intensive cooling in the area between the measuring head of the ultrasonic sensor and the outer surface of the long product, so that the hot mass of the long product does not stick together, especially in the inlet area. The closed chamber formed by the holding device and the attachment sleeve encapsulates the ultrasonic sensor, so that good functionality is guaranteed even under rough operating conditions.

Wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, daß die Mantelfläche der Vorsatzhülse Öffnungen aufweist, durch die der Innenraum mit dem Außenumfang des Langproduktes in Verbindung steht, wird hierdurch die Kalibrierfunktion der Anlage unterstützt, da der Außenmantel des Langproduktes gegen die Hülse gezogen wird. Durch die Öffnungen in der MantelflächeIf, according to a further embodiment of the invention, the outer surface of the additional sleeve has openings through which the interior is connected to the outer circumference of the long product, the calibration function of the system is supported, since the outer surface of the long product is pulled against the sleeve. Through the openings in the outer surface

kann nicht nur ein innerhalb der geschlossenen Kammer herrschender Unterdruck weitergeleitet werden, sondern auch Kühlmittel durchtreten, so daß die Effektivität der Kühlung weiter verbessert wird.Not only can a negative pressure prevailing within the closed chamber be passed on, but coolant can also pass through, so that the effectiveness of the cooling is further improved.

Wenn der Innenraum über radiale Bohrungen mit einem weiteren Innenraum derart in Verbindung steht, daß durch die Bohrungen Kühlmittel aus einer Quelle in den den Meßkopf des Ultraschallsensors umgebenden Innenraum förderbar ist, läßt sich die Kühlung des Langproduktes weiter verbessern, da durch die Querschnittsverengung und das nachfolgende Austreten des Kühlmittels in den den Meßkopf umgebenden inneren Raum eine Verwirbelung stattfindet.If the interior space is connected to another interior space via radial bores in such a way that coolant can be conveyed from a source into the interior space surrounding the measuring head of the ultrasonic sensor through the bores, the cooling of the long product can be further improved, since turbulence occurs due to the narrowing of the cross-section and the subsequent escape of the coolant into the inner space surrounding the measuring head.

Hierzu können noch zusätzlich sogenannte Wirbelkammern vorgesehen sein. Die Verwirbelung des Kühlmittels hat darüber hinaus den Vorteil, daß der Meßkopf von Verunreinigungen oder Luftblasen befreit wird, die zu einer Verfälschung des Meßergebnisses führen würden.For this purpose, so-called vortex chambers can also be provided. The swirling of the coolant also has the advantage that the measuring head is freed of impurities or air bubbles that would lead to a falsification of the measurement result.

Vorteilhaft ist weiterhin vorgesehen, daß der Einlaufbereich der Vorsatzhülse mit einer zusätzlichen Kühlung versehen ist. Hierdurch läßt sich nämlich die Abkühlrate beim Auftreffen des Langproduktes auf die Vorsatzkammer weiter erhöhen. Dies ist bei bestimmten Werkstoffen, beispielsweise bei der Extrusion von Polyolefinen vorteilhaft.It is also advantageous that the inlet area of the attachment sleeve is provided with additional cooling. This allows the cooling rate to be further increased when the long product hits the attachment chamber. This is advantageous for certain materials, for example when extruding polyolefins.

Wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mindestens zwei am Außenumfang des Langproduktes versetzt angeordnete Ultraschallsensoren vorgesehen sind, aus deren Ausgangssignaldifferenz ein Regelsignal für die Einstellung der Wanddicke des Langproduktes ableitbarIf, according to a further embodiment of the invention, at least two ultrasonic sensors are provided which are arranged offset on the outer circumference of the long product, from whose output signal difference a control signal for the adjustment of the wall thickness of the long product can be derived

ist, läßt sich die Genauigkeit der Wanddickenmeßvorrichtung vorteilhaft in einem Regelkreis anwenden. In Abhängigkeit von der von den Sensoren gemessenen Signaldifferenz wird als Stellgröße das oder die Halsbänder der Extrusionsdüse verstellt, so daß auf eine inhomogene Umfangsverteilung eingewirkt werden kann Der hierdurch ausgebildete Regelkreis kann nahezu totzeitfrei auf ein Differenzsignal der Sensoren reagieren.The accuracy of the wall thickness measuring device can be used advantageously in a control loop. Depending on the signal difference measured by the sensors, the collar or collars of the extrusion nozzle are adjusted as a control variable so that an inhomogeneous circumferential distribution can be influenced. The control loop created in this way can react to a difference signal from the sensors with almost no dead time.

Eine kostengünstige Realisierung läßt sich erreichen, wenn die Unterdruckbeaufschlagung der Öffnungen der Vorsatzkammer über die Vakuumversorgung aus der Kalibriereinrichtung erfolgt. Die bereits installierten Mittel für die Vakuumversorgung der Kalibriereinrichtung können hierdurch ausgenutzt werden.A cost-effective implementation can be achieved if the negative pressure is applied to the openings of the additional chamber via the vacuum supply from the calibration device. The already installed means for the vacuum supply of the calibration device can thus be used.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Extrudieranlage für Langprodukte der eingangs genannten Art auch dadurch gelöst, daß der Kalibrierhülse vorgeordnet eine Haltevorrichtung vorgesehen ist, von der mindestens ein Ultraschallsensor mit vorgebbarem Abstand seines Meßkopfes zur Außenfläche des Langproduktes getragen ist, wobei der mindestens eine Ultraschallsensor auf der Haltevorrichtung konzentrisch zum Langprodukt drehbar gelagert ist, und daß die Haltevorrichtung eine lösbare Vorsatzhülse aufweist, deren Durchmesser dem einlaufseitigen Innendurchmesser der Kalibrierhülse entspricht derart, daß die Vorsatzhülse eine Vorkalibrierung übernimmt.The object is also achieved according to the invention in an extrusion system for long products of the type mentioned at the beginning in that a holding device is provided upstream of the calibration sleeve, by which at least one ultrasonic sensor is carried with a predeterminable distance between its measuring head and the outer surface of the long product, wherein the at least one ultrasonic sensor is rotatably mounted on the holding device concentrically to the long product, and that the holding device has a detachable attachment sleeve, the diameter of which corresponds to the inlet-side inner diameter of the calibration sleeve in such a way that the attachment sleeve takes over a pre-calibration.

Im Unterschied zur zuvor beschriebenen Variante zeichnet sich diese Lösung dadurch aus, daß der mindestens eine Ultraschallsensor nicht ortsfest sondern drehbeweglichIn contrast to the previously described variant, this solution is characterized by the fact that the at least one ultrasonic sensor is not stationary but can rotate

gegenüber dem Umfang des Langproduktes angeordnet ist. Dies bietet die zusätzliche Möglichkeit einer rotierenden oder auch reversierenden Bewegung des oder der Sensoren in bezug auf die Oberfläche des Langproduktes. Falls mehrere umfänglich versetzt angeordnete Ultraschallsensoren vorgesehen sind, müssen diese nur um einen der jeweiligen Winkelteilung entsprechenden Winkel verdreht werden, um den gesamten Umfang abzudecken.is arranged opposite the circumference of the long product. This offers the additional possibility of a rotating or reversing movement of the sensor(s) in relation to the surface of the long product. If several ultrasonic sensors are arranged offset around the circumference, they only need to be rotated by an angle corresponding to the respective angular pitch in order to cover the entire circumference.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:The invention is explained in more detail below using a drawing showing an embodiment. In detail:

Fig 1 eine Extrusionsanlage im Axialschnitt undFig 1 an extrusion line in axial section and

Fig.2 einen Ausschnitt der in Fig.l dargestellten Vorrichtung im Bereich der Wanddickenmeßvorrichtung.Fig.2 shows a section of the device shown in Fig.1 in the area of the wall thickness measuring device.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, durchläuft das extrudierte Langprodukt, welches insbesondere ein Kunststoffrohr 3 sein kann, nach dem Austritt der heißen Kunststoffmasse aus den Düsen 2 des Extruders 3 zunächst den Bereich einer Vorsat&zgr;kammer 4, die einer Kalibriereinrichtung vorgeordnet ist, welche eine wassergekühlte und unterdruckbeaufschlagte Kalibrierhülse aufweist. Nach dem Austritt aus der Kalibriereinrichtung 5 durchläuft das Rohr 3 den Bereich eines Raupenabzuges 6. Wie in Fig.2 dargestellt ist, besteht die Kalibriereinrichtung 5 im wesentlichen aus einer Kalibrierhülse 8, die an der dem extrudierten Rohr 23 zugeordneten Fläche Öffnungen 9 aufweist, durch die Unterdruck auf die Rohrmantelfläche einwirken kann. Die Kalibrierhülse 8 ist an einer Vorderwand 7 derAs can be seen from Fig. 1, the extruded long product, which can in particular be a plastic pipe 3, after the hot plastic mass has exited from the nozzles 2 of the extruder 3, first passes through the area of an attachment chamber 4, which is arranged upstream of a calibration device, which has a water-cooled and vacuum-loaded calibration sleeve. After exiting the calibration device 5, the pipe 3 passes through the area of a caterpillar take-off 6. As shown in Fig. 2, the calibration device 5 consists essentially of a calibration sleeve 8, which has openings 9 on the surface assigned to the extruded pipe 23, through which vacuum can act on the pipe shell surface. The calibration sleeve 8 is attached to a front wall 7 of the

Kalibriereinrichtung lösbar befestigt. Der Kalibriereinrichtung 5 vorgeordnet ist die Vorsat&zgr;kammer 4, die aus den in Fig.2 dargestellten Elementen 10,11 und 12 besteht.Calibration device is detachably attached. Upstream of the calibration device 5 is the pre-chamber 4, which consists of the elements 10, 11 and 12 shown in Fig. 2.

Die Pfeilrichtung unterhalb von Fig.2 kennzeichnet die Laufrichtung des extrudierten Langproduktes.The arrow direction below Fig.2 indicates the running direction of the extruded long product.

Die Vorsatzkammer besteht aus einer Rückwand 10, die über eine umlaufende Nut 24 gegen die Kalibrierhülse 8, an der die Rückwand 10 befestigt ist, abgedichtet ist. Die Rückwand 10 dient als Halteeinrichtung für einen Ultraschallsensor 13· Dazu verfügt die Rückwand 10 über Rippenbereiche, innerhalb der der zylindrisch ausgebildete Ultraschallsensor 13 axial derart verschiebbar ist, daß der Abstand zwischen Meßkopf und Außenfläche der Rohrwandung 23 innerhalb eines inneren Raumes 19 einstellbar ist.The front chamber consists of a rear wall 10, which is sealed by a circumferential groove 24 against the calibration sleeve 8, to which the rear wall 10 is attached. The rear wall 10 serves as a holding device for an ultrasonic sensor 13. For this purpose, the rear wall 10 has rib areas within which the cylindrical ultrasonic sensor 13 can be moved axially in such a way that the distance between the measuring head and the outer surface of the pipe wall 23 can be adjusted within an inner space 19.

Die einlaufseitige Begrenzung der Vorsatzkammer bildet einen Deckel 11, welcher gemeinsam mit einer Vorsatzhülse 12 lösbar an der Rückwand 10 befestigt ist. Die Vorsatzhülse 12 weist an der dem Langprodukt zugewandten Fläche Schlitze 22 auf, durch die das extrudierte Langprodukt mit seiner Außenfläche mit dem im Inneren der Vorsatzkammer gebildeten Innenraum drucktechnisch in Verbindung steht.The inlet-side boundary of the attachment chamber is formed by a cover 11, which is detachably attached to the rear wall 10 together with an attachment sleeve 12. The attachment sleeve 12 has slots 22 on the surface facing the long product, through which the extruded long product is in pressure-technically connected with its outer surface to the interior space formed inside the attachment chamber.

Über einen Vakuumverteilring 20 und eine Vakuumbohrung 21 steht der Innenraum der Vorsatzkammer mit dem Innenvolumen der Kalibriereinrichtung 5 in Verbindung, so daß eine gemeinsame Evakuierung der Volumina erfolgen kann.The interior of the pre-chamber is connected to the interior volume of the calibration device 5 via a vacuum distribution ring 20 and a vacuum bore 21, so that the volumes can be evacuated together.

Der Einlaufbereich 26 der Vorsat&zgr;kammer ist mit einer zusätzlichen Kühlung versehen.The inlet area 26 of the pre-chamber is provided with additional cooling.

Innerhalb der den Ultraschallsensor 13 tragenden Rippen sind radial verlaufende Kanäle 15,16 angeordnet, durch die das Kühlmittel, insbesondere Wasser, von einer oberen Kammer 25 in den Innenraum 19 gelangen kann. Der Anschluß der Radialbohrungen 15,16 in den Innenraum erfolgt über Wirbelkammern 18, 19, in denen das mit Druck durch die Radialbohrungen 15,16 hindurchgeleitete Kühlmittel verwirbelt wird.Radially extending channels 15, 16 are arranged within the ribs carrying the ultrasonic sensor 13, through which the coolant, in particular water, can pass from an upper chamber 25 into the interior 19. The connection of the radial bores 15, 16 to the interior is made via vortex chambers 18, 19, in which the coolant passed under pressure through the radial bores 15, 16 is swirled.

An der Oberseite der Vorsatzkammer befindet sich ein Anschluß zur Zuführung des Kühlmittels, welcher auch zur Durchführung der elektrischen Anschlüsse des Ultraschallsensors 13, die allgemein mit dem Bezugszeichen 27 dargestellt sind, dient. Die Funktion der erfindungsgemäßen Extrudieranlage ist wie folgt:On the top of the front chamber there is a connection for supplying the coolant, which also serves to carry out the electrical connections of the ultrasonic sensor 13, which are generally shown with the reference number 27. The function of the extrusion system according to the invention is as follows:

Mittels der erfindungsgemäßen Extrudieranlage werden Kunststoffrohre 3 produziert, die unmittelbar nach Austreten aus der Düse 2 des Extruders 1 noch etwa die Temperatur der Massetemperatur des Extruders aufweisen. Die Vermessung der Wanddicke des austretenden Rohres 3 erfolgt im Bereich unmittelbar nach der Düse über über den Umfang des Rohres 3 versetzt angeordnete Ultraschallsensoren 13- Die Integration des Sensors in die Kalibriervorkammer gewährleistet, daß das zu messende Langprodukt über seine gesamte Breite bzw. seinen gesamten Umfang die gleiche Massetemperatur hat, weil bis zu dieser Stelle des Langpropduktes nur unwesentlich über eine sehr kurze Distanz zwischen dem Austritt aus der Düse und der Meßposition Umgebungsluft kühlend auf dasBy means of the extrusion system according to the invention, plastic pipes 3 are produced which, immediately after emerging from the nozzle 2 of the extruder 1, still have approximately the same temperature as the melt temperature of the extruder. The wall thickness of the emerging pipe 3 is measured in the area immediately after the nozzle using ultrasonic sensors 13 arranged offset over the circumference of the pipe 3. The integration of the sensor in the calibration pre-chamber ensures that the long product to be measured has the same melt temperature over its entire width or circumference, because up to this point on the long product, ambient air only has an insignificant cooling effect on the

Rohr eingewirkt hat. Durch die Unterdruckbeaufschlagung des Rohres an der Vorsat&zgr;kammer erfolgt eine Vorkalibrierung des Rohres, noch bevor es in die eigentliche Kalibriervorrichtung 5 eintritt. Die intensive Kühlung durch den durch die Öffnungen 22 vermittelten Wärmeaustausch mit der gekühlten Vorsatzkammer gewährleistet, daß speziell im Einlaufbereich 26 der Vorsatzkammer kein Verkleben des heißen Rohres stattfindet.Pipe has been affected. By applying negative pressure to the pipe in the pre-chamber, a pre-calibration of the pipe takes place before it enters the actual calibration device 5. The intensive cooling through the heat exchange with the cooled pre-chamber mediated through the openings 22 ensures that the hot pipe does not stick together, especially in the inlet area 26 of the pre-chamber.

Die beschriebene Extrudieranlage läßt sich sehr einfach auf unterschiedliche zu extrudierende Rohrdurchmesser umrüsten, da hierzu lediglich die Kalibrierhülse 8 und die Vorsatzhülse 12 ausgetauscht werden müssen, während der Ultraschallsensor 13 ortsfest an der tragenden Rückwand 10 der Vorsatzkammer verbleibt. Falls erforderlich, kann der Ultraschallsensor 13 in axialer Richtung auf den Rohrmantel hin oder von diesem weg bewegt werden, um den optimalen Abstand zwischen Meßkopf und Rohrmantel zu erreichen. Der innere Raum 19 kann dabei ganz oder vollständig mit Kühlmittel, insbesondere Wasser gefüllt sein, um eine optimale Ankopplung an das zu vermessende Produkt zu erreichen. Durch die Verwirbelung des Kühlmittels in den Verwirbelungskammern 18,19» in die das Kühlmittel nach Durchgang durch die Radialbohrungen 15,l6 eintritt, wird der Meßkopf des Sensors 13 freigespült und gleichzeitig der Kontakt über die innere Öffnung 19 mit dem Rohraußendurchmesser 23 hergestellt. Dabei wird Kühlmittel über die Öffnungen 22 abgesaugt.The extrusion system described can be converted very easily to different pipe diameters to be extruded, since only the calibration sleeve 8 and the attachment sleeve 12 have to be exchanged, while the ultrasonic sensor 13 remains stationary on the supporting rear wall 10 of the attachment chamber. If necessary, the ultrasonic sensor 13 can be moved in an axial direction towards or away from the pipe casing in order to achieve the optimum distance between the measuring head and the pipe casing. The inner space 19 can be filled entirely or completely with coolant, in particular water, in order to achieve optimum coupling to the product to be measured. The swirling of the coolant in the swirling chambers 18, 19" into which the coolant enters after passing through the radial bores 15, 16 flushes the measuring head of the sensor 13 and at the same time makes contact with the pipe outer diameter 23 via the inner opening 19. Coolant is sucked out through the openings 22.

Hierdurch ist gewährleistet, daß das Rohr 23 intensiv gekühlt wird und durch Anlage des Unterdrucks an die umlaufenden Öffnungen 22 vorkalibriert wird und imThis ensures that the tube 23 is cooled intensively and is pre-calibrated by applying the negative pressure to the circumferential openings 22 and in the

Bereich der Ultraschallsensoren 13 eine am gesamten Umfang gleiche Temperatur des Rohres 23 vorhanden ist.Area of the ultrasonic sensors 13 a uniform temperature of the pipe 23 is present over the entire circumference.

Durch die sehr kurze Bauform der Vorsatzkammer k ist einerseits eine einfache Montage möglich. Andererseits ist durch die vollkommene Abkapselung des Ultraschallsensors 13 eine Messung auch unter rauhesten Betriebsbedingungen möglich.The very short design of the front chamber k enables easy installation. On the other hand, the complete encapsulation of the ultrasonic sensor 13 enables measurement even under the harshest operating conditions.

Claims (12)

29.03.1993 - 1 - KN/Be 52329G ANSPRÜCHE29.03.1993 - 1 - KN/Be 52329G CLAIMS 1. Extrudieranlage für Langprodukte, insbesondere Kunststoffrohre, mit einem Extruder (1), einer diesem nachgeordneten wassergekühlten und mit Unterdruck beaufschlagbaren Kalibrierhülse (8) und einer einen Ultraschallsensor (13) aufweisenden Wanddickenmeßvorrichtung,1. Extrusion system for long products, in particular plastic pipes, with an extruder (1), a water-cooled calibration sleeve (8) arranged downstream of the extruder and capable of being subjected to negative pressure and a wall thickness measuring device having an ultrasonic sensor (13), dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrierhülse (8) eine Haltevorrichtung (10) vorgeordnet ist, die mindestens einen Ultraschallsensor (13) mit vorgebbarem Abstand seines Meßkopfes von der Außenseite des Langproduktes und eine mit der Kalibrierhülse (8) fluchtende Vorsatzhülse (12) trägt, deren Innendurchmesser zum Zwecke der Vorkalibrierung auf den einlaufseitigen Innendurchmesser der Kalibrierhülse abgestimmt ist.characterized in that a holding device (10) is arranged in front of the calibration sleeve (8), which supports at least one ultrasonic sensor (13) with a predeterminable distance of its measuring head from the outside of the long product and an attachment sleeve (12) aligned with the calibration sleeve (8), the inside diameter of which is matched to the inlet-side inside diameter of the calibration sleeve for the purpose of precalibration. 2. Extrudieranlage nach Anspruch 1,2. Extrusion plant according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallsensor (13) ortsfest angeordnet ist.characterized in that the ultrasonic sensor (13) is arranged in a fixed position. 3. Extrudieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ultraschallsensor um das Langprodukt (23) umlaufend gelagert ist.3. Extrusion system according to claim 1, characterized in that the ultrasonic sensor is mounted so as to rotate around the long product (23). 4. Extrudieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsatzhülse (12) lösbar an der Haltevorrichtung (10) befestigt ist.4. Extrusion system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the attachment sleeve (12) is detachably attached to the holding device (10). 5. Extrudieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Haltevorrichtung und Vorsatzhülse eine geschlossene Kammer bilden, innerhalb der ein Innenraum (17» 18) vorgesehen ist, in dem der mindestens eine Ultraschallsensor (13) mit einem Kühlmittel, insbesondere Wasser, umspülbar ist.5. Extrusion system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the holding device and the attachment sleeve form a closed chamber within which an interior space (17»18) is provided in which the at least one ultrasonic sensor (13) can be flushed with a coolant, in particular water. 6. Extrudieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Vorsatzhülse Öffnungen aufweist, durch die der Innenraum (17,18) mit dem Außenumfang des Langproduktes (23) in Verbindung steht.6. Extrusion system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the surface of the front sleeve has openings through which the interior (17, 18) is connected to the outer circumference of the long product (23). 7. Extrudieranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,7. Extrusion plant according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (17,18) über radiale Bohrungen (15,16) mit einem weiteren Innenraum (27) derart in Verbindung steht, daß durch die Bohrungen (15,16) Kühlmittel aus einer Quelle in den den Meßkopf des Ultraschallsensors (13) umgebenden Innenraum (17,18) förderbar ist.characterized in that the interior space (17, 18) is connected via radial bores (15, 16) to another interior space (27) in such a way that coolant can be conveyed through the bores (15, 16) from a source into the interior space (17, 18) surrounding the measuring head of the ultrasonic sensor (13). 8. Extrudieranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,8. Extrusion plant according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufbereich (26) der Vorsatzhülse mit einer zusätzlichen Kühlung versehen ist.characterized in that the inlet region (26) of the attachment sleeve is provided with an additional cooling system. 9. Extrudieranlage nach einem der vorhergehenden9. Extrusion plant according to one of the preceding Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei am Außenumfang des Langproduktes versetzt angeordnete Ultraschallsensoren vorgesehen sind, aus deren Ausgangssignaldifferenz ein Regelsignal für die Einstellung der Wanddicke des Langproduktes ableitbar ist.Claims, characterized in that at least two ultrasonic sensors are provided which are arranged offset on the outer circumference of the long product, from whose output signal difference a control signal for the adjustment of the wall thickness of the long product can be derived. 10. Extrudieranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckbeaufschlagung der Öffnungen (22) der Vorsatzkammer über die Vakuumversorgung aus der Kalibriereinrichtung (5) erfolgt.10. Extrusion system according to one of the preceding claims, characterized in that the negative pressure is applied to the openings (22) of the front chamber via the vacuum supply from the calibration device (5). 11. Extrudieranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem inneren Raum (19) mindestens eine, insbesondere zwei Verwirbelungskammern (17,18) vorgeordnet sind, in denen das aus den radialen Bohrungen (15,16) austretende Kühlmittel verwirbelt wird.11. Extrusion system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one, in particular two swirling chambers (17, 18) are arranged upstream of the inner space (19), in which the coolant emerging from the radial bores (15, 16) is swirled. 12. Extrudieranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere auf dem Umfang der Haltevorrichtung (10) versetzt angeordnete Ultraschallsensoren (13) vorgesehen sind.12. Extrusion system according to one of the preceding claims, characterized in that several ultrasonic sensors (13) are provided, arranged offset on the circumference of the holding device (10).
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