Anlage zur Herstellung von Rohren im Schleudergussverfahren
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Rohren im Schleudergussverfahren aus Kunstharz, Glasfasern, anorganischen Füllstoffen und Additiven. Derartige Anlagen sind bekannt, unter anderem aus der DE 1 779 980A, der CH-A 684 326, der PCT WO 93/08009, der EP-A 0 790 114 und der DE 2 022 016A. Diese Anlagen dienen dazu, Rohre grosser Lange, also beispielsweise von 6 und mehr Metern, mit einem Durchmesser von mehr als 10 cm herzustellen. Sie weisen schnell rotierende Matrizen und eine B- eschickungsvorrichtung mit mindestens einem Beschickungsarm für das Einbringen von Baustoffen sowie geeignete Einrichtungen zur Steuerung der Aushärtung der Rohre auf. Um einen hohen Durchsatz zu ermöglichen, werden dabei im Allgemeinen mehrere Rohre zeitlich gestaffelt gefertigt. Deshalb sind in herkömmlichen Anlagen mehrere Matrizen nebeneinander angebracht, wobei entweder die Beschickungsvorrichtung in zwei zueinander senkrechten Richtungen verschiebbar sein muss oder sowohl die Beschickungsvorrichtung als auch die Matrizen verschiebbar sein müssen, damit eine Matrize nach der anderen beschickt werden kann. Solche Anlagen sind im Allgemeinen aufwendig zu erstellende Festmstallationen, die fest an den Fertigungsort gebunden sind. Die Marktsituation macht zur Reduktion von Transport- und eventuell auch von Fertigungskosten jedoch unter Umstanden eine Installation wunschbar, die m nützlicher Frist und mit vertretbarem Arbeitsaufwand von einem Fertigungsort zu einem anderen transferiert werden kann, was bei keiner der eingangs genannten Anlagen vorgesehen und mit vertretbarem Aufwand auch gar nicht möglich ist.
Die vorliegende Erfindung lost daher die Aufgabe, eine Anlage zur Herstellung von Kunststoffröhren im Schleudergussverfahren zur Verfugung zu stellen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist und sich mit vertretbarem Aufwand von einem Ort zum anderen transportieren lasst.
Die Erfindung betrifft daher eine Anlage der vorstehend beschriebenen Art, die durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist.
Im Folgenden wird anhand einer stark schematisierten Zeichnung ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Übersicht über die ganze Anlage.
Wie das in der Figur dargestellt ist, besteht die Anlage aus mehreren, als Ganzes mit 1 bis 5 bezeichneten Modulen und einer als Ganzes mit 6 bezeichneten Beschickungsvorrichtung.
Jedes der Module 1 bis 5 enthalt eine Schleuderguss- Matrize 11, 12, 13, 14 bzw. 15, die auf Lagern 16 drehbar gelagert ist. Die Matrizen 11 bis 15 und die ihnen zugehörigen Lager 16 können dabei ohne Weiteres so dimensioniert sein, dass die Matrizen 11 bis 15 unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei ihre Achsen sich alle auf der gleichen Hohe über dem Boden 31 befinden. Die Lager 16 sind durch Haltevorrichtungen 16a an einer Wanne 17 befestigt, die ihrerseits an Lagerklotzen 18 angebracht ist. Diese Lagerklötze 18 sind mittels losbarer Schraubverbindungen 29 am Boden 31 fixiert. Die Wanne 17 bildet zusammen mit seitlichen Abdeckungen 19, die mit Sichtfenstern 20 aus Klarsicht-Kunststoff versehen sind, und einer Haube 21 ein Gehäuse für die zugehörige Matrize. An der der Beschickungsvorrichtung 6 zugewandten Seite sind an jeder Wanne 17 zusatzlich noch Halteschienen 23
angebracht, auf denen j e ein Antriebsmotor 24 verschiebbar fixiert ist. Jeder dieser Antriebsmotoren ist über einen Antriebsriemen 25 mit der ihm zugeordneten Matrize verbunden. Durch Verschieben des Antriebsmotors 24 auf seinen Schienen 23 kann der Riemen 25 gespannt werden.
Zusatzlich ist jedes Modul mit einer Zufuhreinrichtung für Wasser ausgerüstet. Diese dient zum Heizen und Kuhlen der Matrize. Sie weist eine Zuleitung 26 zur Speisung von an der Unterseite der Haube 21 auf die ganze Lange der Matrize verteilt angebrachten Düsen auf, damit zur Steuerung des Aus- hartungsvorganges wahlweise heisses oder kaltes Wasser auf die Matrize gesprüht werden kann. Das Wasser wird in der unter der Matrize angebrachten Wanne 17 gesammelt und von dort abgeführt. Die Wasserk hlung wird zweckmassigerweise im Kreislaufsystem betrieben, beispielsweise so, wie das in der CH-A-684 326 beschrieben ist. Mittels an jeder Matrize angebrachter Thermofuhler 30 kann die Matrizentemperatur überwacht werden.
Die Zufuhreinrichtung für das Wasser, ebenso wie die Anschlüsse für die Stromversorgung der Antriebsmotoren 24 und die Leitungen für Steuerungs- und Sensorsignale sind so mit Schnellverschlüssen ausgerüstet, dass ein sofortiges Losen der Verbindungen möglich ist. Da die Anlage so ausgestaltet ist, dass jede Matrize zusammen mit der ihr zugeordneten Haube 21 mit Spruhdusensystem, der Wanne 17, den Seitenabdeckungen 19, den Lagern 16, dem Antriebsmotor 24 und dem Antriebsriemen 25 eine hier als Modul bezeichnete Einheit bil- det, kann deshalb ein Modul als Ganzes angehoben und gegebenenfalls wegtransportiert werden. Dazu muss lediglich nach Losung der Befestigungsprofile 18 und der Anschl sse ein Haken einer Hebevorrichtung in einer Ose 27 angreifen, die vertikal über dem Schwerpunkt des Moduls angebracht ist.
Es wäre auch möglich, Ösen, in die ein Haken einer Hebevorrichtung eingehängt werden kann, anderswo anzubringen, beispielsweise in den Lagerklotzen 18.
Unter den Modulen 1 bis 5 befindet sich ein als Servicegraben dienender Graben 28, der die Zuleitungen für Strom, Wasser und allenfalls Schmieröl für die Lager 16 enthalt und auch zur leichten Zuganglichkeit der Module bei der Wartung dient .
Die als Ganzes mit 6 bezeichnete Beschickungsvorrichtung weist einen Wagen 60 auf, in dem, wie das aus der PCT/WO93/08009 bekannt ist, mit Dosierpumpen versehene Vor- ratsbehalter für die einzelnen Komponenten des flussigen Kunststoffes und für den Sand sowie Glasfaserspulen 61 untergebracht sind. Die Beschickungsvorrichtung ist ferner mit einem Beschickungsarm 62 versehen, in welchem die Transport- und Ausgabevorrichtungen für diese Ausgangsmaterialien untergebracht sind. Der Beschickungsarm 62 ist dabei so mit Bajo- nett- oder Schraubverbindungen am Wagen 60 der Beschickungsvorrichtung 6 angebracht, dass er sich als Ganzes ohne weiteres demontieren und gegebenenfalls auswechseln lasst. Am freien Ende des Beschickungsarmes 62 sind die Ausgabeoffnun- gen für das Kunststoffharz und den Sand sowie eine Schneide- Vorrichtung für die Glasfaserschnure angebracht.
Die Beschickungsvorrichtung 6 lasst sich als Ganzes mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Kettenantriebes auf in Rillen am Boden 31 angebrachten Schienen 63 in Pfeilrichtung A so verschieben, dass die Achse des Beschickungsarmes 62 mit der Achse einer beliebigen Matrize zusammenfällt, in der Figur beispielsweise mit der Achse der Matrize 11. Der Wagen 60 mit dem Beschickungsarm 62 ist nun auf einem zur Achse der Matrizen 11 bis 15 parallelen Schienen- paar 64 verschiebbar gefuhrt und lasst sich mittels eines im
Wagen 60 untergebrachten Motors über in der Zeichnung nicht sichtbare Seilzüge in der Pfeilrichtung B hin und her fahren. Dabei wird der Beschickungsarm 62 in die Eintragungsöffnung der vor ihm liegenden Matrize eingeführt. Der Beschickungsarm 62 ist so lang, dass sich sein freies Ende am Ende des Verschiebeweges an der Stelle innerhalb der Matrize befindet, an welcher das entstehende Rohr enden soll.
In einem Kasten 70 sind die mit Rechnern verbundenen Überwachungs- und Steuerungsvorrichtungen für die ganze Anlage untergebracht, unter anderem also Vorrichtungen für die Registrierung und Verarbeitung der von den an den Matrizen angebrachten Thermofühlern 30 gelieferten Messdaten und ein Steuergerät zur Steuerung der Beschickungseinrichtung 6, der Antriebsmotoren 24 und der Wasserheizung beziehungsweise
-kühlung. Durch Leitungen 70a sind diese Vorrichtungen mit den Modulen und durch Leitungen 70b mit der Beschickungsvorrichtung 6 verbunden.
Im Folgenden wird noch kurz die Funktionsweise der Anlage geschildert .
In der in der Figur dargestellten Anordnung befindet sich die Beschickungsvorrichtung 6 in der Position zur Beschickung der Matrize 11, da deren Achse mit derjenigen des Beschickungsarmes 62 zusammenfällt. In die durch den ihr zugeordneten Motor 24 über den Riemen 25 angetriebene Matrize 11 wird zuerst ein Trennmittel eingespritzt, das verhindert, dass die nachfolgend eingebrachten, zum Aufbau des Rohres dienenden Baustoffe an der Matrizenwand festkleben. Dazu fährt der Beschickungsarm 62 mit konstanter Verschiebegeschwindigkeit in die vor ihm liegende Matrize 11 ein und aus dieser wieder heraus, während das Trennmittel von einer am freien Ende des Beschickungsarms 62 angebrachten und in der Zeichnung nicht dargestellten Düse abgegeben wird. Anschliessend wird die
Matrize beschickt, indem der Beschickungsarm 62 einmal oder mehrmals m die Matrize ein und aus ihr wieder hinausfahrt und dabei nach einem im Steuergerat gespeicherten Programm die für den Aufbau einer Schicht des üblicherweise aus meh- reren Schichten aufzubauenden, glasfaserarmierten Kunststoffrohres notigen Baustoffe abgibt, also mit Füllstoffen angereichertes Kunststoffharz und Harter sowie Sand und Glasfasern .
Nach Beendigung dieses Arbeitsschrittes wird die Beschickungsvorrichtung 6 n Pfeilrichtung A in der Figur so weit nach rechts verschoben, dass die Achse des Beschickungsarmes mit derjenigen der Matrize 12 zusammenfallt.
Anschliessend wird der vorstehend geschilderte Arbe ts- prozess für die Matrize 12 durchgeführt. Gleichzeitig beginnt das eingebrachte Material in der immer noch mit hoher Umdrehungszahl rotierenden Matrize 11, aus welchem durch das Schleudern ein Rohr entstanden ist, auszuhärten, wobei je nach dem auch noch eine Verdichtung erfolgen kann. Sobald die Beschickung in der Matrize 12 beendet ist, findet ein erneuter Verschiebungsschritt der Beschickungsvorrichtung 6 in Pfeilπchtung A nach rechts statt. Startend mit der Matrize 11 wird so eine Matrize nach der anderen beschickt. In den bereits beschickten Matrizen härtet das Material weiter aus. Jede der Matrizen 11 bis 15 wird dabei durch den ihr zugehörigen Motor 24 über den Riemenantrieb 25 angetrieben, wobei die Umdrehungsgeschwindigkeit über das Steuergerat geregelt wird und vom Fertigungszustand, in dem sich das entstehende Rohr gerade befindet, abhangt und naturlich auch vom Matrizendurchmesser und den erwünschten Eigenschaften und der Zusammensetzung des entstehenden Rohres. Je nach Bedarf, der durch an den Matrizen angebrachte Thermofuhler 30 in Zusammenarbeit mit den Steuervorrichtungen festgestellt wird,
lasst sich durch Besprühen der Matrizen mit Wasser Warme zu- oder abfuhren.
Der vorstehend beschriebene Verfahrensablauf wird j e nach dem gewünschten Aufbau, d.h. je nach der benotigten Anzahl von Schichten der herzustellenden Rohrwandung wiederholt.
Wahrend des Aushartungsvorganges wird die Drehzahl, mit der die einzelnen Matrizen rotieren, langsam reduziert, so dass jede Matrize am Ende des Herstellungsvorganges des entstehenden Rohres zum Stillstand kommt. Ein nun fertiges Rohr wird auf der der Beschickungsvorrichtung 6 abgewandten Seite mittels einer Vorrichtung aus der Matrize abgezogen, die zum Beispiel so beschaffen sein kann, wie die in der EP-A 0 790 114 Beschriebene. Anschliessend wird die nun vom fertiggestellten Kunststoffröhr befreite Matrize gereinigt, worauf der Beschickungsprozess erneut beginnen kann.
Die ganze Anlage wird nun, wie vorstehend beschrieben, derart betrieben, dass Beschickung, Aushärtung, Rohrentnahme und Reinigung an den verschiedenen Matrizen gegeneinander verzögert stattfindet, so dass die Rohre gestaffelt hergestellt werden.
Wenn es die Lage erfordert, kann die ganze Anlage auf einfache Weise an einen anderen Standort gebracht werden. Zum Wegtransport der Module 1 bis 5 müssen lediglich die Schraubverbindungen 29, durch die die Lagerklotze 18 am Boden 31 befestigt sind, sowie die Schnellverschlusse und Steckerver- bindungen von Wasser- und Stromversorgungen und Motorensteuerung gelost werden. Dann kann eine Hebevorrichtung an der Ose 27 oder an den anderswo angebrachten Ösen angreifen und das Modul als Ganzes anheben und wegtransportieren. Die Beschickungsvorrichtung 6 kann für den Transport in Wagen 60, Beschickungsarm 62, Schienenpaar 64 und Kettenantrieb zerlegt
und diese können einzeln transportiert werden. Am neuen Standort muss somit lediglich ein ebener Boden 31 zur Verfugung gestellt werden, m den Schraubverbindungen 29 für die Lagerklotze 18 und Schienen 63 eingebracht sind, sowie Anschlüsse für die Versorgung mit elektrischem Strom, für 01 und, falls die Einrichtung zur Kühlung und zum Heizen mit Wasser nicht im Kreislaufsystem betrieben w rd, für Warm- und Kaltwasser .
Selbstverständlich kann diese Modulbauweise auch dazu dienen, nur einzelne Module auszuwechseln, was beispielsweise dann nützlich ist, wenn Rohre mit vielen verschiedenen Durchmessern m kleinen Stuckzahlen produziert werden sollen.
Abschliessend sei noch erwähnt, dass die vorstehend beschriebene Anlage natürlich nur ein Ausfuhrungsbeispiel für die Erfindung darstellt und noch in verschiedener Hinsicht geändert werden kann. So ist es zum Beispiel ohne weiteres möglich, allenfalls zwei Beschickungsarme zu verwenden, die beide am Wagen 60 angebracht sind und gleichzeitig zwei benachbarte Matrizen beschicken und somit die Effizienz des Beschickungsvorganges erhohen. Auch ist es keinesfalls notig, dass die Anlage genau fünf Module aufweist, es können ebensogut sechs oder mehr Module zur Verfugung stehen. F r die Matrizenheizung sind ebenfalls alternative Losungen denkbar, zum Beispiel individuell auf jeder Matrize angebrachte elektrische Heizelemente.