DE9218339U1 - Ultraschallwanddickenmeßgerät für extrudierte Langprodukte, insbesondere Rohre - Google Patents

Description

12.in.1993 KN/So/Be 52113G

INOEX GmbH

Innovationen und Ausrüstungen

für die Extrusionstechnik

Borweg 2^

D - 4970 Bad Oeynhausen 1

Ultraschallwanddickenmeßgerät für extrudierte Langprodukte, insbesondere Rohre

Die Erfindung bezieht sich auf ein

Ultraschallwanddickenmeßgerät für-extrudierte Langprodukte, insbesondere Rohre, mit einem oder mehreren feststehenden Sensoren.

Ultraschallwanddickenmeßgeräte für extrudierte Produkte basieren auf der Laufzeitmessung des in das Produkt eingeleiteten Ultraschallsignals.

Die Laufzeit dieses Signals hängt vom Material des Produktes und dessen Temperatur ab. Um zumindest zu einer eindeutigen relativen Aussage der Wanddicke über die gesamte Breite oder den gesamten Umfang eines Langproduktes zu kommen, muß die Voraussetzung erfüllt sein, daß die Temperatur des Produktes über die gesamte Breite beziehungsweise über den gesamten Umfang an der oder den Meßstellen der Sensoren gleich ist. Diese Voraussetzung ist erfahrungsgemäß nicht mehr gegeben, wenn erst hinter einer üblicherweise vorgesehenen Durchlaufkühlkammer am formstabilen Langprodukt die Wanddicke gemessen wird. Deshalb ist bei einer bekannten Extrudieranlage das

Ultraschallwanddickenmeßgerät zwischen der Kühlkammer und dem Extruderwerkzeug angeordnet, wobei es mit einem . umlaufenden Sensor um eine wassergekühlte, mit Unterdruck beaufschlagte Kalibrierhülse angeordnet ist (DE 39 06 363 Cl). Mit einem solchen, zwischen dem Extruderwerkzeug und der Kühlkammer angeordneten Ultraschallwanddickenmeßgerät läßt sich zwar ein verbessertes Meßergebnis erzielen, doch kann es auch hier in nicht vernachlässigbarem Umfang zu Unterschieden in der Temperatur des Langproduktes über dessen Breite beziehungsweise Umfang kommen. Deshalb ist man nach wie vor bemüht, das Meßergebnis zu verbessern.

Bei einem anderen bekannten ähnlichen Ultraschallwanddickenmeßgerät (US 4,152,380) ist ein umlaufender Sensor des Ultraschallwanddickenmeßgerätes ebenfalls einer Kalibrierhülse zugeordnet. Er ist entweder Teil der Kalibrierhülse oder ist zwischen der Extruderdüse und der Kalibrierhülse angeordnet. Die Ankopplung des mit Abstand vom zu messenden Langprodukt angeordneten Sensors erfolgt vorzugsweise über Wasser. Wie bei dem anderen bekannten Ultraschalldickenmeßgerät ist auch in diesem Fall eine gleichmäßige Temperatur des Langproduktes über den gesamten Meßweg des Sensors nicht gewährleistet.

Bei einem anderen bekannten Wanddickenmeßgerät für Hohlkörper (DE 32 36 036 C2) ist in einer zum Zwecke des öffnens und Schließens zweigeteilten Form für den Hohlkörper ein Ultraschallsensor mit geringfügig überstehendem Meßkopf angeordnet. In die geöffnete Form wird ein von einem Extruder gelieferter, noch verformbarer Schlauch verbracht, der nach Schließen der Form aufgeblasen und dabei an die Wand gedrückt wird. Bei diesem Stand der Technik findet also die Wanddickenmessung an einer Stelle stationär an einem Hohlkörper, insbesondere einem Behälter, und nicht an einem durchlaufenden Langprodukt statt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein

Ultraschallwanddickenmeßgerät für extrudierte Langprodukte zu schaffen, das im Vergleich zu bekannten Ultraschallwanddickenmeßgeräten verbesserte Ergebnisse liefert. Auch soll der für den oder die Sensoren erforderliche Aufwand für deren Unterbringung möglichst gering sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Ultraschallwanddickenmeßgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß jeder Sensor in einem zum Langprodukt hin offenen Aufnahmeraum im Extruderwerkzeug oder einem daran unmittelbar befestigten Träger mit gleichem Kaliberquerschnitt angeordnet ist, wobei seine Sender- und Empfängerseite bündig in der am extrudierten Produkt anliegenden Fläche des Extruderwerkzeuges beziehungsweise des Trägers liegt, und daß jedem Sensor eine zum extrudierten Langprodukt hin offene, insbesondere mit Unterdruck beaufschlagbare, Saugöffnung im Extruderwerkzeug oder im Träger derart zugeordnet ist, daß das Langprodukt gegen die Sender- und Empfängerseite gesogen wird.

Die Integration des Sensors in das Extruderwerkzeug beziehungsweise den daran unmittelbar befestigten Träger mit gleichem Kaliberquerschnitt gewährleistet, daß das zu messende Langprodukt über seine gesamte Breite beziehungsweise seinen gesamten Umfang die gleiche Temperatur hat, weil bis zu dieser Stelle das Langprodukt noch nicht gekühlt worden ist. Durch die Unterdruckbeaufschlagung des Langproduktes an der Meßstelle ist auch gewährleistet, daß sich keine Fehler aufgrund von fehlerhafter Ankopplung ergeben. Der nicht unerhebliche Aufwand einer außerhalb der Kühlkammer angeordneten, mit Unterdruck beaufschlagten Kalibrierhülse mit um sie herum angeordnetem, umlaufendem Meßkopf erübrigt sich, weil die

Sensoren im Werkzeug beziehungsweise in dem dafür vorgesehenen Träger fest angeordnet sind.

Es gibt verschiedene zweckmäßige Ausgestaltungen, wie das Langprodukt ohne Luftspalt in Anlage an der Sender- und Empfängerseite des Sensors gehalten wird. Nach einer Ausgestaltung ist der Aufnahmeraum des Sensors an einer Unterdruckquelle angeschlossen. Nach einer anderen Ausgestaltung kann dem Aufnahmeraum des Sensors eine Saugöffnung unmittelbar vor- oder nachgeordnet sein. Diese beiden Arten der Unterdruckbeaufschlagung des Langproduktes lassen sich auch kombinieren. Dies läßt sich besonders einfach verwirklichen, wenn der Aufnahmeraum des Sensors mit der vor- oder nachgeordneten Saugöffnung über einen Kanal verbunden ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist bei mehreren über die Breite des Langproduktes verteilter Sensoren eine gemeinsame, als Schlitz ausgebildete Saugöffnung vorgesehen.

Mit den den Aufnahmeräumen der Sensoren nachgeordneten Saugöffnungen, insbesondere einer gemeinsamen, als Schlitz ausgebildeten Saugöffnung, die sich über die gesamte Breite beziehungsweise den gesamten Umfang des Langproduktes erstreckt, läßt sich nicht nur eine optimale Ankopplung des Langproduktes an die Sensoren erreichen, sondern auch eine optimale Oberfläche des Langproduktes, weil nicht nur eventuelle Schleifspuren im Bereich der Sensoren vermieden werden, sondern auch an der Oberfläche aus dem extrudierten Material austretende Verarbeitungshilfsmittel abgesogen werden.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der unmittelbar am Werkzeug angebrachte Träger

temperiert wird, wobei der Träger einen im Verhältnis zum Werkzeugsaustrittsquerschnitt konischen Verlauf der Innenfläche haben kann.

Alternativ zu der Anordnung des Sensors in einer zum extrudierten Langprodukt hin offenen Saugöffnung im Extruderwerkzeug beziehungsweise im Träger kann das Ultraschallwanddickenmeßgerät auch derart gestaltet sein, daß jeder Sensor mit der dem extrudierten Langprodukt zugekehrter Sender- und Empfängerseite in einem zum Langprodukt hinweisenden, als Sackloch ausgebildeten Aufnahmeraum im Extruder oder in einem unmittelbar daran befestigten Träger mit gleichem Kaliberquerschnitt angeordnet ist und daß dem Aufnahmeraum des Sensors eine Saugöffnung unmittelbar vor- oder nachgeordnet ist, derart, daß das Langprodukt gegen den Boden des Sackloches gesogen wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein Extruderwerkzeug für Rohre mit einem Ultraschallwanddickenmeßgerät im Axialschnitt und

Fig. 2 das Extruderwerkzeug gemäß Fig. 1 in teilweiser Stirnansieht.

An einem Extruderwerkzeug mit einem äußeren Teil 1 und einem Dorn 2 für Rohre 3 ist stirnseitig ein Träger 4 mit gleichem Innenkaliber wie das Werkzeug 1,2 befestigt. In dem Träger 4 sind über dessen Umfang verteilt mehrere radiale Aufnahmeräume 5.6 angeordnet, in denen Ultraschallsensoren 7,8 nach außen abgedichtet untergebracht sind. Diese

Sensoren 7,8 liegen mit ihren dem Rohr 3 zugekehrten Sender- und Empfängerseiten 7a,8a bündig in der am Rohr 3 anliegenden Fläche 9,10 des Trägers &Iacgr; und des Außenteils 1 des Werkzeuges.

In dem als Ring ausgeführten Träger 4 ist ein Ringkanal 11 ausgebildet, der mit einer Dichtung 12 dicht am Außenteil 1 des Werkzeuges angeschlossen ist und von dem eine als Schlitz ausgebildete, zum Rohr 3 hin offene Saugöffnung 13 ausgeht. Von dem Ringraum 11 gehen auch zu jedem Aufnahmeraum 5»6 Kanäle 14,15 aus, über die ein Unterdruck an den Sender- und Empfängerseiten 7a,8a angelegt wird. Der Ringraum 11 ist über eine Verbindungsleitung 15 an eine Unterdruckquelle angeschlossen. Es ist auch möglich, die Anordnung mit Normaldruck zu betreiben.

Bei dem erfindungsgemäßen Ultraschallwanddickenmeßgerät ist gewährleistet, daß das Rohr 3 im Bereich der Sensoren 7»8 über den gesamten Umfang die gleiche Temperatur hat und fest an der Sender- und Empfängerseite 7a,8a anliegt. Damit sind die Voraussetzungen für eine von Temperatureinflüssen und der Ankopplung unabhängige Dickenmessung gegeben. Aufgrund des Ansaugens des Rohres 3 über die schlitzförmige Saugöffnung 13 wird nicht nur die Anlage verbessert, sondern es werden darüber hinaus auch aus dem Material austretende Verarbeitungshilfsmittel abgesaugt. Sofern diese Saugöffnung nicht, wie im Ausführungsbeispiel in Durchlaufrichtung vor, sondern hinter den Sensoren 7_t8 angeordnet ist, wird darüber hinaus auch noch die Oberfläche des Rohres 3 positiv beeinflußt, so daß eventuell an den Sensoren 7t8 entstandene Schleifspuren beseitigt werden.

Claims (10)

12.&Igr;&Ogr;.1993 KN/So/Be 52113G Ansprüche

1. Ultraschallwanddickenmeßgerät für extrudierte Langprodukte, insbesondere Rohre 13)» mit einem oder mehreren feststehenden Sensoren (7, 8), dadurch gekennzeichnet , daß jeder Sensor (7» 8) in einem zum Langprodukt hin offenen Aufnahmeraum (5, 6) im Extruderwerkzeug (1, 2) oder in einem unmittelbar daran befestigten Träger (4) mit gleichem Kaliberquerschnitt angeordnet ist, wobei die Sender- und Empfängerseite (7a, 8a) des Sensors (7, 8) flächenbündig in der am extrudierten Langprodukt (3) anliegenden Fläche (9, 10) des Extruderwerkzeuges (1, 2) bzw. des Trägers (4) liegt, und daß jedem Sensor (7» 8) eine zum extrudierten Langprodukt (3) hin offene, insbesondere mit Unterdruck beaufschlagbare, Saugöffnung im Extruderwerkzeug (1, 2) bzw. im Träger (4) derart zugeordnet ist, daß das Langprodukt (3) gegen die Sender- und Empfängerseite (7a, 8a) des Sensors (7, 8) gesogen wird.

2. Ultraschallwanddickenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeraum (5, 6) des Sensors an einer Unterdruckquelle angeschlossen ist.

3. Ultraschallwanddickenmeßgerät nach Anspruch oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß dem Aufnahmeraum (5, 6) des Sensors (7. 8) eine Saugöffnung (13) unmittelbar vor- oder nachgeordnet ist.

h. Ultraschallwanddickenmeßgerät nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeraum (5, 6) des Sensors (7, 8) mit der vor- oder nachgeordneten Saugöffnung (13) über einen Kanal (1^, 15) verbunden ist.

5. Ultraschallwanddickenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet , daß bei mehreren über die Breite oder den Umfang des extrudierten Langpjcoduktes verteilt angeordneten Sensoren die vor- oder nachgeordneten Saugöffnungen als ein sich über die gesamte Breite bzw. den gesamten Umfang erstreckender Schlitz (13) ausgebildet ist.

6. Ultraschallwanddickenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5»dadurch gekennzeichnet , daß die Anordnung mit Normaldruck betrieben werden kann.

7. Ultraschallwanddickenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet , daß der unmittelbar am Werkzeug angebrachte Träger temperiert wird.

8. Ultraschallwanddickenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7,dadurch gekennzeichnet , daß der unmittelbar am Werkzeug angebrachte Träger einen im Verhältnis zum Werkzeugaustrittsquerschnitt konischen Verlauf der Innenfläche hat.

9. Ultraschallwanddickenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8,dadurch gekennzeichnet , daß der Ultraschallsensor durch ein zylindrisches Kunststoffteil oder ein zylindrisches Metallteil am Kunststoffrohr angekoppelt wird.

10. Ultraschallwanddickenraeßgerät für extrudierte Langprodukte, insbesondere Rohre, mit einem oder mehreren feststehenden Sensoren, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensor mit der dem extrudierten Langprodukt zugekehrten Sender- und Empfängerseite in einem zum Langprodukt hinweisenden, als Sackloch ausgebildeten Aufnahmeraum im Extruder oder in einem unmittelbar daran befestigten Träger mit gleichem Kaliberquerschnitt angeordnet ist und daß dem Aufnahmeraum des Sensors eine Saugöffnung unmittelbar vor- oder nachgeordnet ist, derart, daß das Langprodukt gegen den Boden des Sackloches gesogen wird.