WO2021073865A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von kunststoffrohren unter einsatz eines kühldorns mit sensoreinrichtung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur herstellung von kunststoffrohren unter einsatz eines kühldorns mit sensoreinrichtung Download PDF

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WO2021073865A1
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plastic melt
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Christian Fiebig
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Unicor Gmbh
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    • B29C48/21—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers the layers being joined at their surfaces

Definitions

  • the invention relates to a device for producing a preferably corrugated plastic pipe from a plastic melt hose.
  • a device is commonly called a corrugator.
  • a use of a sensor system for measuring production parameters in a corrugator or in an extruder connected upstream of a corrugator for extrusion of a plastic melt hose is known from the prior art as follows: European patent EP 0065729 B1 describes a temperature sensor arranged in a stationary manner in the frame of a corrugator Measurement of the temperature of the mold jaws moved past the frame.
  • the Canadian patent application CA 2461 442 A1 describes the arrangement of sensors in the area of the nozzle device in the injection head of an extruder connected upstream of a corrugator.
  • the sensors are an ultrasonic sensor for measuring the flow velocity in the spray head in connection with a temperature sensor and a pressure sensor.
  • the quality of the plastic pipe can only be checked after the production of the plastic pipe, for example by cutting out a test piece. Ensuring the quality of the plastic pipe according to the state of the art is complex.
  • the object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
  • a device for the production of preferably corrugated plastic pipe is to be provided, in which a high quality of the plastic pipe to be produced can be ensured.
  • a cooling mandrel arranged in the device and a method for producing preferably corrugated plastic pipe are to be specified.
  • this object is achieved according to the device with the subject matter of claim 1, with respect to the cooling mandrel and / or calibrating mandrel is achieved with the subject matter of claim 26, and in terms of the method with the subject matter of claim 27.
  • the device comprises for the production of preferably corrugated plastic pipe from a plastic melt hose
  • a spray head for connection to the extruder the spray head being provided with an output nozzle device for extrusion of the plastic melt hose, and
  • Baking mold • a mandrel which, starting from the extrusion head, extends coaxially into the receiving space (A) formed by the mold jaws for receiving the plastic melt hose along at least a section of the molding path with an outer surface of the dome for guiding the inside of the plastic melt hose.
  • the molding jaws are each arranged in pairs by means of a drive device for molding the extruded plastic melt hose, guided along a molding path in the production direction of the extruded plastic melt hose.
  • the mold jaws are furthermore arranged so as to be returned by means of the drive device in a return device.
  • the molding jaws, which are guided in pairs along the molding path, form with their mutually facing molding surfaces a receiving space (A) for receiving the plastic melt tube.
  • the receiving space (A) is essentially designed in the shape of a hollow cylinder. In this hollow cylindrical receiving space, the plastic melt hose rests with its outside against this flea cylinder formed by the front surfaces of the mold jaws.
  • the mold jaws preferably form a continuous chain.
  • the individual mold jaws preferably have the same dimensions.
  • the mold surface of the mold jaws is preferably concave in each case.
  • the molding surface of the molding jaws preferably forms a negative mold for a corrugated shaping of the extruded plastic melt hose for the positioning of the corrugated plastic pipe.
  • plastic melt hose and plastic pipe are mostly understood to be synonymous.
  • the plastic melt tube is preferably continuously cooled and shaped by the mold jaws. In the course of this process, the plastic melt hose becomes a plastic pipe. Along the molding path there is an intermediate state, which is optionally referred to by the terms plastic melt hose and / or plastic pipe.
  • the mandrel which extends from the extrusion head coaxially in the receiving space (A) formed by the mold surfaces of the mold jaws for receiving the plastic melt hose along at least a section of the molding path, can be designed as a cooling mandrel or calibration mandrel.
  • the extruded plastic melt hose surrounds the centrally arranged, essentially cylindrical mandrel in which the plastic melt hose is guided with its inside on the outer surface of the mandrel along the molding path.
  • the mandrel preferably has an outer tube and an inner tube, the outer surface of the dome being formed on the outside of the outer tube.
  • a flow space through which cooling media, preferably cooling water, flows is preferably formed between the inner tube and the outer tube.
  • the mandrel has a sensor device which comprises at least one sensor with a data-collecting sensor head which is arranged such that its detection area comprises an area of the outer surface of the dome and / or an area of the receiving space (A).
  • the acquisition of data by means of the sensor head is preferably based on the measurement of physical quantities or on the detection of a state.
  • the sensor head is arranged in such a way that its detection area comprises an area of the outer surface of the dome and / or an area of the receiving space (A) which is formed by the shaped surfaces of the pairs of mold jaws.
  • the inventive arrangement of the sensor head allows data from the plastic melt hose to be recorded.
  • the data can preferably be recorded in situ when the plastic pipe is lowered.
  • physical data of the plastic melt tube are measured and / or a state of the plastic melt tube is detected.
  • the detection area of a sensor head is understood to mean that spatial volume in which or from which the sensor head detects data.
  • the detection area is, for example, the connection point, ie the sensor head itself.
  • the detection area is spaced from the sensor head.
  • the sensor device preferably comprises a plurality of sensors, each with a data-capturing sensor head.
  • Several identical sensors and / or different types of sensors can be provided.
  • the term sensor or sensor head is mostly used in the singular.
  • the features described can each be formed with a plurality of sensors or a plurality of sensor heads of a sensor device provided on the mandrel.
  • a sensor device can have a plurality of sensors or sensor heads each with - at least in part - different features. Therefore, a multiplication and / or combination of the following features described for a sensor or a sensor head is hereby expressly provided with regard to the presence of several sensors or several sensor heads.
  • the sensor head can be arranged in such a way that it comes into direct contact with the plastic melt tube to be molded. So it is a touching measurement and / or touching detection of the Plastic melt hose.
  • the sensor head can also be referred to as the “probe tip”.
  • the sensor head is preferably in contact with the outer surface or the outer side of the dome.
  • the sensor head can be arranged flush with the outside or outside surface of the dome.
  • the sensor head preferably forms a uniform, essentially smooth structure with the outer surface of the dome. Alternatively, contactless measurement and / or contactless detection of the plastic melt tube can take place.
  • the sensor head does not rest on the outer surface of the dome, but is arranged, for example, sunk behind the outer surface or below the outer surface of the dome.
  • the sensor head can for example be arranged in a blind hole and be spaced apart from the outer surface of the dome or from the receiving space (A) by the material of the dome, ie by the wall thickness of the dome.
  • the detection area preferably extends as far as the outer surface of the dome and / or as far as the receiving space (A), ie in particular as far as the plastic melt tube.
  • the sensor “looks” through the material, ie through the wall thickness of the dome - to the outside or outer surface of the dome or into the receiving space (A), ie in particular to the plastic melt tube.
  • the sensor head or at least a section of the sensor head can thus be arranged on the outer surface of the dome.
  • the sensor head or at least a section of the sensor is arranged at a distance from the outer surface of the dome within the dome or within the receiving space.
  • the sensor head is printed at least in sections on the outer surface of the dome.
  • Embodiments are also preferred in which it is provided that the sensor head is received in a bore that opens into the outer surface of the dome, or in a recess that communicates with the bore and is formed in the outer surface of the dome. In a preferred embodiment it can be provided that the sensor head is arranged in a blind hole inside the dome which does not penetrate the outer surface of the dome.
  • the senor device has a data recording device for recording the data recorded on the sensor head.
  • the senor provided in the sensor device is connected in a fixed manner to the mandrel that the sensor device has, preferably fixed on or in the mandrel.
  • Some or all of these devices can be arranged outside the dome and are preferably connected to the sensor device via lines which are coaxially guided in the mandrel and through the spray head.
  • the sensor device has a data transmission device and / or a data processing device and / or a data storage device and / or a data display device and / or a power supply device and / or is connected to such a device or to a plurality of such devices.
  • the data recording device comprises a data processing device and / or a data storage device and / or that the data recording device is connected to a data transmission device and / or a data display device and / or a power supply device.
  • Preferred embodiments can provide that the data recording device and / or the data transmission device and / or the data processing device and / or the data storage device and / or the data display device and / or the power supply device is connected to the mandrel and / or to the spray head in a fixed manner.
  • the sensor device comprises a temperature sensor and / or an ultrasonic sensor and / or a pressure sensor and / or a capacitive sensor as the at least one sensor.
  • the sensor device comprises a temperature sensor and / or an ultrasonic sensor and / or a pressure sensor and / or a capacitive sensor as the at least one sensor.
  • Sensor device a temperature sensor, and / or an ultrasonic sensor, and / or a pressure sensor and / or a capacitive sensor as the at least one sensor.
  • the temperature sensor is preferably a thermocouple.
  • Temperature sensor a temperature of the plastic melt hose or the plastic pipe to be formed therefrom can be determined.
  • the temperature sensor is preferably thermally insulated from the mandrel.
  • the ultrasonic sensor preferably comprises an ultrasonic transmitter and / or ultrasonic receiver.
  • the ultrasonic sensor is often referred to in the literature by the term “ultrasonic head”. In view of the distinction between the terms “sensor” and “sensor head”, the use of the term “ultrasound head” is avoided in the present description.
  • the wall thickness of the plastic melt hose or plastic pipe to be formed can be determined by means of an ultrasonic sensor.
  • the pressure sensor can be, for example, a strain gauge (DMS).
  • the pressure sensor can be used, for example, to determine whether the plastic pipe to be molded is in contact with the outer surface of the dome, that is, whether the plastic melt hose to be molded or the plastic pipe is in contact with the outer surface of the dome. By evaluating the data, the adhesion and sliding behavior of the plastic melt hose or the plastic pipe on the mandrel can be determined.
  • the capacitive sensor can be used to determine whether the plastic melt hose or the plastic pipe to be molded is in contact with the mandrel. By evaluating the data from the capacitive sensor, the adhesion and sliding behavior of the plastic melt hose or the plastic pipe can also be determined.
  • the sensor or sensors are preferably suitable for withstanding temperatures up to at least 200.degree. C., particularly preferably temperatures up to at least 230.degree.
  • the mandrel according to the invention comprises, for example, a temperature sensor and a capacitive sensor.
  • the mandrel according to the invention comprises a temperature sensor, a capacitive sensor and an ultrasonic sensor.
  • the mandrel according to the invention comprises a temperature sensor, a capacitive sensor and several, for example three, ultrasonic sensors.
  • Particularly preferred embodiments can provide that several sensor heads are arranged in the area of the outer surface of the dome, each spaced apart from one another in the circumferential direction.
  • Particularly preferred embodiments can also provide that several sensor heads are arranged in the area of the outer surface of the dome, each spaced apart from one another in the axial direction.
  • the data transmission device has a first section which, starting from the sensor, runs at least in sections in a region along the outer surface of the dome, in particular is printed on.
  • the data transmission device has a first section which, starting from the sensor, runs in a bore or in a blind bore.
  • the data transmission device comprises a second section, which preferably has a radio module. It can preferably be provided that the device comprises a control system and that the control system has a communication device, preferably a further radio module.
  • the second section of the data transmission device and the communication device of the control system are designed for communication with one another, preferably that the radio module and the further radio module are designed for radio communication with one another.
  • the mandrel has an outer tube and an inner tube, the outer surface of the dome being formed on the outside of the outer tube. It is preferably provided that a flow-through space for a fluid cooling medium, preferably cooling water, is formed between the outer tube and the inner tube.
  • a fluid cooling medium preferably cooling water
  • the outer tube has an axial extension for receiving the sensor device, preferably the at least one sensor with the sensor head. It can also be provided that the flow space for the fluid cooling medium of the dome does not extend into the interior of the axial extension of the dome.
  • a mandrel is also provided, preferably a cooling mandrel and / or a calibration mandrel for the lowering position of preferably corrugated plastic pipe, the mandrel being a mandrel having a sensor device a device which is designed according to one of claims 1 to 25, ie has configurations as described above.
  • According to the invention is also a method for the production of preferably corrugated plastic pipe in a device according to one of Claims 1 to 19, the method comprising:
  • the method additionally includes the following step while the extruded plastic melt hose and / or plastic pipe is being guided along the molding path on the mandrel having the sensor device:
  • the process parameters preferably include a propulsion speed of the plastic melt hose and / or plastic pipe, a vacuum surrounding the plastic melt hose and / or the plastic pipe and / or a pressure of the internal air, a cooling water flow through the mold jaws, a cooling water temperature, melt temperature, temperature control and / or heating strength of the pipes , or lines for adjusting a viscosity of the plastic, an extruder speed, a Extruder temperature, a centering of the outlet nozzle of the extrusion head and / or a size of the nozzle gap of the outlet nozzle.
  • the process parameters can advantageously be adapted promptly and in situ. This allows the shaping process of the plastic melt hose to be optimized.
  • the process parameters can be adapted, for example, in such a way that the detachment of the plastic melt tube from the mold surface takes place as late as possible, i.e. the detachment time is as late as possible in the process management.
  • the longest possible adhesion of the plastic melt hose to the mold surface is desirable because of the high heat transfer.
  • the efficiency of the cooling of the plastic melt tube by the molding jaw can thus be maximized by delaying the release time.
  • the vacuum surrounding the plastic melt hose and / or the pressure of the internal air can be adjusted to influence the detachment time.
  • the extruded plastic melt tube which is preferably to be formed in a corrugated manner, is passed through the opposite Formed surfaces enclosed cylindrical inner surface of the pair of mold jaws.
  • FIG. 1 essential components of the device for the production of corrugated plastic pipes, in a schematic plan view
  • FIG. 2 a conventional cooling mandrel of the device according to FIG. 1;
  • FIG. 3 a development of the outer jacket surface of the cooling mandrel of FIG. 2;
  • FIG. 4 an exemplary embodiment of the cooling mandrel according to the invention in a schematic sectional view in longitudinal section;
  • FIG. 5 Individual representation of the inner tube of the cooling mandrel shown in FIG. 4 in a schematic side view
  • FIG. 6 Individual representation of the inner tube of the cooling mandrel shown in FIG. 4 in a schematic sectional view in longitudinal section;
  • FIG. 7 Individual representation of the outer tube of the cooling mandrel shown in FIG. 4, in a schematic side view;
  • FIG. 8 Individual representation of the outer tube of the one shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention for producing corrugated pipes from a smooth inner layer and a corrugated outer layer.
  • the device has an extruder head S which is connected to an extruder E via a distributor device V.
  • the spray head S has two discharge nozzle devices D1 and D2.
  • the material for the smooth inner layer of the corrugated pipe to be produced is output through the output nozzle device D1 and the material for the corrugated outer layer of the composite corrugated pipe to be produced is output through the output nozzle device D2.
  • the discharge nozzle devices D1 and D2 are assigned to a molding section F of a corrugator C.
  • the molding section FS is illustrated schematically in FIG. 1 by thin dashed lines.
  • the corrugator C has mold jaws FB, which are provided in two groups of mold jaws.
  • the direction of production of the pipe produced with the device 10 is indicated by the arrow P.
  • the molding jaws FB are arranged in pairs, i.e. as pairs of molding jaws, one behind the other along the molding path FS in the production direction (arrow 30) of the extruded plastic melt tube.
  • the molding jaws FB which are guided in pairs along the molding path FS, form an essentially cylindrical one with their mutually facing molding surfaces
  • the coaxial cooling mandrel K forms an im along the molding path FS Essentially cylindrical guide on which the inside of the plastic melt tube is guided, resting on it. Due to the flat contact of the outside of the plastic melt hose on the mold surfaces of the mold jaw pairs FB, FB, and the guidance of the inside of the plastic melt hose on the outside surface AF of the coaxial cooling mandrel K, the plastic tube is formed from the extruded plastic melt hose, depending on the design of the mold surfaces of the mold jaws FB corresponding design of the outside of the plastic pipe, for example as a corrugated or ribbed plastic pipe.
  • the cooling mandrel K is designed with cooling channels KK and on its outer surface AF with vacuum grooves VR.
  • FIG. 3 shows a possible design of the vacuum grooves VR in a lateral surface development.
  • the vacuum grooves on the outer surface AF of the cooling mandrel K can also be designed with a different course.
  • the vacuum grooves VR are fluidically connected to branch channels SK in the interior of the cooling mandrel K.
  • the branch channels SK open out of the cooling mandrel K at the end face facing away from the spray head S and downstream in the production direction of the tubes (arrow 30). They are fluidically connected to a vacuum source VQ which, in the exemplary embodiment shown, is provided on the downstream end section or on the downstream end face of the cooling mandrel K.
  • the vacuum grooves VR can also be supplied with vacuum through vacuum lines which run through the spray head S.
  • a fluid cooling medium preferably cooling water
  • the cooling mandrel K is composed of an inner tube 10i and an outer tube 10a.
  • the cooling channel KK is formed from one or more spiral grooves which are formed in the outside of the inner tube 10i.
  • the flow through the cooling channels KK can, depending on the circuit of the cooling water inlet and the cooling water outlet, in cocurrent to the production direction P, ie in Figures 1 to 3 from left to right, or in countercurrent to the production direction P, ie in Figures 1 to 3 from right to left respectively.
  • a cooling mandrel of this structure is known, for example from DE 19841 156 C1.
  • the cooling mandrel according to the invention shown in FIGS. 4 to 6 can be connected to the extrusion head S in the same way as the cooling mandrel in FIGS.
  • the cooling mandrel K is also composed of an inner tube 10i and an outer tube 10a. Between the inner tube 10i and the outer tube 10a, a cylindrical annular gap space 100 is formed as a throughflow space for the fluid cooling medium. Cooling water is also preferably used as the fluid cooling medium.
  • the flow-through space designed as a cylindrical annular gap space 100 can also be operated in cocurrent to the production direction P or in countercurrent to the production direction P, depending on the switching of the cooling water inlet and the cooling water outlet. In the following, the cylindrical annular gap space is referred to as the throughflow space 100.
  • the cooling water inlet is formed centrally at the right axial end 101 of the cooling mandrel K, via which the cooling water is fed through the spray head S, preferably centrally and coaxially, and is introduced radially into the throughflow space 100 formed as a cylindrical annular gap space.
  • the cooling water flows through the flow space 100 from right to left. At the left axial end 102 of the flow space
  • the cooling water outlet is formed.
  • radial holes are formed on the left axial end 102 of the inner pipe 10i, which holes feed the cooling water into a central return pipe 10z.
  • the central return pipe 10z is arranged in the cavity of the inner pipe 10i as a coaxial central pipe 10z which diverts the cooling medium from the cooling water outlet through the spray head S.
  • the cooling water flows through the cooling mandrel in the opposite direction, ie the cooling water enters the flow space 100 at the axial end 102 of the cooling mandrel K on the left in the figures via the central pipe 10z through the radial holes formed in the inner pipe 10i, flows through this from left to right against the production direction P and leaves the flow space 100 at the right axial end 101 through a central drainage pipe which extends through the injection head S, preferably centrally coaxially.
  • a swirl generating device 101d is formed in the annular gap space which forms the throughflow space 100 of the cooling mandrel K.
  • the swirl generating device 101d is formed in the annular gap space which forms the throughflow space 100 of the cooling mandrel K.
  • the swirl generating device 101d is composed of blade blades d that are uniformly distributed over the circumference of the outside of the inner tube 10i.
  • the swirl generating device 101d extends only over the first section the axial length L of the flow space 100, namely only over the first axial section 101ax starting from the cooling water inlet at the right axial end 101.
  • the swirl generating device 101d does not extend into the further axial section 100w adjoining the axial section 101ax.
  • This further axial section 100w is designed as a free annular gap space without a swirl generating device 101d.
  • the swirl generating device 101d is designed as a swirl generator, that is, it acts on the axially inflowing cooling water with a radial velocity component, so that the flow flows with a swirl around the central axis of the annular gap-shaped flow space.
  • the swirl generation device 101 d is applied in such a way that the flow of the cooling water continues to be acted upon by swirl in the subsequent further axial section 100 w, which is designed as a free annular gap space without a swirl generation device.
  • the result is a radially and axially uniformly distributed flow up to the left axial end 102, where the cooling water outlet is formed.
  • the cooling mandrel with the swirl generating device 101d differs from the cooling mandrels known per se, in which the inner tube of the cooling mandrel is designed as a so-called cooling screw, that is, has helical, thread-like turns over its entire axial length, around the cooling water between the inner tube and the outer tube to lead in a spiral.
  • a spiral guide is also obtained with the cooling channels KK of the cooling mandrel K of FIGS. 1 to 3.
  • a second swirl generating device 102d is formed in the area of the left axial section 102ax.
  • the left axial section 102ax extends, starting from the left axial end 102, which has the cooling water outlet, to the right as far as the left axial end of the further through-flow space 100w.
  • the left swirl generating device 102d in the left axial section 102ax is designed in the same way as the right swirl generating device 101d in the right axial section 101ax, specifically the same as a mirror image. It likewise extends exclusively in the area of the left axial section 101ax and does not extend into the subsequent further axial section 100w.
  • This further axial section 10Ow is designed as a free annular gap space without a swirl device. It extends between the ends of the right axial section 101ax and the left axial section 102ax.
  • No swirl generating device is formed in this free annular gap space, that is, neither the first swirl generating device 101d of the right axial section 101ax nor the second swirl device 102d of the left axial section 102ax protrudes into this axial section 100w.
  • the second swirl generating device 102d With the second swirl generating device 102d, a swirl is applied to the cooling medium flowing through again at the end of the flow, whereby the swirl of the flow is stabilized over the entire axial length of the flow space.
  • the left axial section 102ax is designed with the second swirl generating device 102d in order to also use the cooling mandrel in countercurrent operation.
  • the cooling water feed takes place at the left axial end 102 remote from the spray head and the cooling water drainage takes place at the right axial end 101 near the spray head.
  • the cooling water flow is exactly the opposite of the cocurrent operation.
  • the outer tube 10a of the cooling mandrel K shown in FIGS. 7 and 8 has a sensor device which comprises several sensors 10, 20, 30, 40.
  • the sensors 10, 20, 30, 40 are fixedly arranged on or in the outer tube 10a, that is to say fixed with respect to movement with the outer tube.
  • the sensors 10, 20, 30, 40 each have a data-recording sensor head.
  • the arrangement of the sensors 10, 20, 30, 40 is such that the data-collecting sensor head of the sensor encompasses an area of the outer surface AF of the dome K and / or an area of the receiving space A formed by the mold surfaces of the pairs of molds.
  • the sensors 10, 20, 30, 40 of the sensor device of the dome K in the illustrated embodiment are the following sensors:
  • the sensor 10 is a temperature sensor with a sensor head 11. It is a contact sensor.
  • the sensor 10 is arranged in a radial bore in the wall of the outer tube 10a, the radial bore opening into the outer surface AF.
  • the sensor is arranged in the bore in such a way that the free end of the sensor head 11 is preferably arranged in alignment with the outer surface AF.
  • the sensor 20 is an ultrasonic sensor with a sensor head 21. It is a non-contacting sensor.
  • the sensor 20 is arranged in a non-piercing radial blind bore in the wall of the outer tube 10a so that the sensor head 21 is inside the dome, that is to say in the illustrated case inside the wall of the Outer tube 10a is arranged.
  • the free end of the sensor head 21 is arranged at a distance from the outer surface AF of the dome.
  • the sensor 30 is a capacitive sensor 30 printed on the outer surface AF with a sensor head 31 printed on the outer surface AF and a wiring 32 printed on the outer surface AF.
  • the layer thickness of the printed sensor head 31 and the printed wiring 32 is approximately 0 .05 mm.
  • the sensor 40 is a temperature sensor printed on the outer surface AF with a sensor head 41 printed on the outer surface AF and cabling 42 printed on the outer surface AF.
  • the layer thickness of the printed sensor head 41 and the printed cabling 42 is approximately 0.05 mm each.
  • the printed temperature sensor 40 is preferably a thermocouple.
  • the sensors 10, 20, 30, 40 of the sensor device are preferably arranged at the end of the dome remote from the spray head, that is to say on the left end of the dome in FIGS. 7, 8.
  • the sensor device can also have several sensors of the same type, which are arranged uniformly over the circumference, preferably also at the end of the dome remote from the injection head. Modified exemplary embodiments are also possible in which several sensors are arranged distributed over the axial length of the dome.
  • Modified exemplary embodiments are also provided in which the mandrel is constructed differently than the mandrel in FIGS. 4 to 6, for example with a differently designed outer tube and / or differently designed inner tube, for example like the mandrel of FIGS. 1 to 3.
  • the mandrel can also be formed from a non-tubular hollow body or solid material body. It is essential in each case that the arrangement of the sensor device with one or more sensors is designed such that the sensor or sensors with a sensor head that collects data is or are arranged such that the detection area of the sensor head is an area of the outer surface of the dome and / or an area comprising the plastic melt tube receiving space A formed by the mold surface of the jaw pairs.

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Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Herstellung von vorzugsweise gewelltem Kunststoffrohr aus einem Kunststoffschmelzeschlauch. Die Vorrichtung umfasst einen Extruder E, einen Spritzkopf S und wandernde Form backen FB sowie einen Dorn Kühl- und/oder Kalibrierdorn K. Wesentlich ist, dass der Dorn (K) eine Sensoreinrichtung aufweist, die mindestens einen Sensor mit einem Daten erfassenden Sensorkopf (11, 21, 31, 41) umfasst, der derart angeordnet ist, dass sein Erfassungsbereich einen Bereich der Außenfläche (AF) des Doms (K) und/oder einen Bereich des Aufnahmeraums (A) umfasst.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON KUNSTSTOFFROHREN UNTER EINSATZ EINES KÜHLDORNS MIT SENSOREINRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von vorzugsweise gewelltem Kunststoffrohr aus einem Kunststoffschmelzeschlauch. Eine solche Vorrichtung wird üblicherweise Korrugator genannt. Aus dem Stand der Technik ist ein Einsatz einer Sensorik zur Messung von Produktionsparametern in einem Korrugator, bzw. in einem einem Korrugator vorgeschalteten Extruder zur Extrusion eines Kunststoffschmelzeschlauch wie folgt bekannt: Die europäische Patentschrift EP 0065729 B1 beschreibt einen ortsfest im Gestell eines Korrugators angeordneten Temperatursensor zur Messung der Temperatur der an dem Gestell vorbeigeführten Formbacken.
Die kanadische Patentanmeldung CA 2461 442 A1 beschreibt die Anordnung von Sensoren im Bereich der Düseneinrichtung im Spritzkopf eines einem Korrugator vorgeschalteten Extruders. Bei den Sensoren handelt es sich um einen Ultraschallsensor zur Messung der Fließgeschwindigkeit im Spritzkopf in Verbindung mit einem Temperatursensor und einem Drucksensor. Nach dem Stand der Technik kann die Qualität des Kunststoffrohrs erst nach der Herstellung des Kunststoffrohrs, beispielsweise durch Heraustrennen eines Probestücks, überprüft werden. So ist die Sicherstellung der Qualität des Kunststoffrohrs nach dem Stand der Technik aufwändig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll eine Vorrichtung zur Herstellung von vorzugsweise gewelltem Kunststoffrohr bereitgestellt werden, bei der eine hohe Qualität des herzustellenden Kunststoffrohrs sichergestellt werden kann.
Weiterhin sind ein in der Vorrichtung angeordneter Kühldorn und ein Verfahren zur Herstellung von vorzugsweise gewelltem Kunststoffrohr anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe vorrichtungsgemäß mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst, in Bezug auf den Kühldorn und/oder Kalibrierdorn mit dem Gegenstand des Anspruchs 26 gelöst, und verfahrensmäßig mit dem Gegenstand des Anspruchs 27 gelöst.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zur Herstellung von vorzugsweise gewelltem Kunststoffrohr aus einem Kunststoffschmelzeschlauch
• einen Extruder zur Erzeugung des Kunststoffschmelzeschlauch,
• einen Spritzkopf zum Anschluss an den Extruder, wobei der Spritzkopf mit einer Ausgabedüseneinrichtung zur Extrusion des Kunststoffschmelzeschlauch versehen ist, und
• mehrere jeweils eine Formfläche zum vorzugsweise gewellten Formen des extrudierten Kunststoffschmelzeschlauchs aufweisende
Form backen, • einen Dorn, der sich ausgehend vom Spritzkopf koaxial in den von den Formbacken zur Aufnahme des Kunststoffschmelzeschlauchs gebildeten Aufnahmeraum (A) entlang mindestens eines Abschnitts der Formstrecke erstreckt mit einer Außenfläche des Doms zur Führung der Innenseite des Kunststoffschmelzeschlauchs.
Die Formbacken sind mittels einer Antriebseinrichtung jeweils paarweise zum Formen des extrudierten Kunststoffschmelzeschlauchs entlang einer Formstrecke in Produktionsrichtung des extrudierten Kunststoffschmelzeschlauchs geführt angeordnet. Die Formbacken sind weiterhin mittels der Antriebseinrichtung in einer Rückführeinrichtung rückgeführt angeordnet. Die paarweise entlang der Formstrecke geführten Formbacken bilden mit ihren einander zugewandten Formflächen einen Aufnahmeraum (A) zur Aufnahme des Kunststoffschmelzeschlauchs. Der Aufnahmeraum (A) ist im Wesentlich hohlzylinderförmig ausgebildet. Der Kunststoffschmelzeschlauch liegt in diesem hohlzylindrischen Aufnahmeraum mit seiner Außenseite an diesem durch die Frontflächen der Formbacken gebildeten Flohlzylinder an.
Die Formbacken bilden vorzugsweise eine zusammenhängende Kette. Die einzelnen Formbacken weisen vorzugsweise die gleichen Abmessungen auf.
Die Formfläche der Formbacken ist jeweils vorzugsweise konkav. Die Formfläche der Formbacken bildet vorzugsweise eine Negativform für ein gewelltes Formen des extrudierten Kunststoffschmelzeschlauchs zur Fierstellung des gewellten Kunststoffrohrs. Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden die Begriffe Kunststoffschmelzeschlauch und Kunststoffrohr zumeist als gleichbedeutend verstanden. Der Kunststoffschmelzeschlauch wird durch die Formbacken vorzugsweise kontinuierlich gekühlt und geformt. Im Laufe dieses Prozesses wird der Kunststoffschmelzeschlauch zum Kunststoffrohr. Entlang der Formstrecke ergibt sich als ein Zwischenzustand, der wahlweise mit den Begriffen Kunststoffschmelzeschlauch und/oder Kunststoffrohr bezeichnet wird.
Der Dorn, der sich ausgehend vom Spritzkopf koaxial in den von den Formflächen der Formbacken zur Aufnahme des Kunststoffschmelzeschlauch gebildeten Aufnahmeraum (A) entlang mindestens eines Abschnitts der Formstrecke erstreckt, kann als Kühldorn oder Kalibrierdorn ausgebildet sein.
Es handelt sich um einen zentral am Spritzkopf fixierten Dorn zum Kühlen und/oder Kalibrieren des extrudierten Kunststoffschmelzeschlauchs. Der extrudierte Kunststoffschmelzeschlauch umgibt den zentral angeordneten, im Wesentlichen zylinderförmigen Dorn, in dem der Kunststoffschmelzeschlauch mit seiner Innenseite auf der Außenfläche des Doms entlang der Formstrecke geführt wird. Der Dorn weist vorzugsweise ein Außenrohr und ein Innenrohr auf, wobei an der Außenseite des Außenrohrs die Außenfläche des Doms ausgebildet ist. Vorzugsweise ist zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ein Durchströmungsraum ausgebildet, der von Kühlmedien, vorzugsweise Kühlwasser, durchströmt wird.
Zwischen den einander gegenüberliegenden Formflächen der wandernden Form backenpaare und dem koaxial angeordneten Dorn ist der Form kanal ausgebildet, der die Formstrecke bildet. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Dorn eine Sensoreinrichtung aufweist, die mindestens einen Sensor mit einem datenerfassenden Sensorkopf umfasst, der derart angeordnet ist, dass sein Erfassungsbereich einen Bereich der Außenfläche des Doms und/oder einen Bereich des Aufnahmeraums (A) umfasst.
Das Erfassen von Daten mittels des Sensorkopfs basiert vorzugsweise auf dem Messen von physikalischen Größen oder auf dem Detektieren eines Zustands. Der Sensorkopf ist derart angeordnet, dass sein Erfassungsbereich einen Bereich der Außenfläche des Doms und/oder einen Bereich des Aufnahmeraums (A) umfasst, der durch die Formflächen der Formbackenpaare gebildet ist.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Sensorkopfs können Daten des Kunststoffschmelzeschlauchs erfasst werden. Vorzugsweise können dadurch die Daten in-situ bei der Fierstellung des Kunststoffrohrs erfasst werden. Es werden hierbei insbesondere physikalische Daten des Kunststoffschmelzeschlauchs gemessen und/oder ein Zustand des Kunststoffschmelzeschlauchs detektiert.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter dem Erfassungsbereich eines Sensorkopfs dasjenige räumliche Volumen verstanden, in dem, bzw. aus dem der Sensorkopf Daten erfasst. Bei einem Thermoelement aus einem an einer Verbindungsstelle verbundenen Leiterpaar ist der Erfassungsbereich beispielsweise die Verbindungsstelle, d.h. der Sensorkopf selbst. Bei einem Ultraschallsensor dagegen ist der Erfassungsbereich vom Sensorkopf beabstandet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von vorzugsweise gewelltem Kunststoffrohr ermöglicht daher eine prozessnahe Überwachung der Eigenschaften des Kunststoffschmelzeschlauchs. Vorteilhafterweise erfolgt die Erfassung der Daten in-situ. Die Überwachung erfolgt vorteilhafterweise in Echtzeit. Daher ist ein genaueres Verständnis des Formgebungsprozesses des Kunststoffschmelzeschlauchs, bzw. des Kunststoffrohrs, ermöglicht. Insbesondere können Prozessparameter zeitnah und in-situ angepasst werden. Dadurch kann der Formgebungsprozess optimiert werden. Insbesondere kann dadurch eine hohe Qualität des herzustellenden Kunststoffrohrs sichergestellt werden.
Vorzugsweise umfasst die Sensoreinrichtung mehrere Sensoren mit jeweils einem datenerfassenden Sensorkopf. Dabei können mehrere gleiche Sensoren und/oder verschiedenartige Sensoren vorgesehen sein. In der folgenden Beschreibung wird zur sprachlichen Vereinfachung meist von Sensor, bzw. Sensorkopf in der Einzahl gesprochen. Die beschriebenen Merkmale können bei mehreren Sensoren, bzw. mehreren Sensorköpfen einer an dem Dorn vorgesehenen Sensoreinrichtung jeweils ausgebildet sein. Weiterhin kann eine Sensoreinrichtung mehrere Sensoren, bzw. Sensorköpfe mit jeweils - zumindest zum Teil - unterschiedlichen Merkmalen aufweisen. Daher ist eine Vervielfachung und/oder Kombination der nachfolgenden, für einen Sensor, bzw. einen Sensorkopf beschriebenen Merkmale, im Hinblick auf das Vorhandensein mehrerer Sensoren, bzw. mehrerer Sensorköpfe hiermit ausdrücklich vorgesehen.
Der Sensorkopf kann derart angeordnet sein, dass er in direkten Kontakt mit dem zu formenden Kunststoffschmelzeschlauch gelangt. Es handelt sich also um ein berührendes Messen und/oder berührendes Detektieren des Kunststoffschmelzeschlauchs. Man kann den Sensorkopf in diesem Fall auch als „Tastspitze“ bezeichnen. Der Sensorkopf liegt dabei vorzugsweise an der Außenfläche oder Außenseite des Doms an. Insbesondere kann der Sensorkopf bündig zur Außenseite oder Außenfläche des Doms angeordnet sein. Der Sensorkopf bildet vorzugsweise eine gleichmäßige, im Wesentlichen glatte Struktur mit der Außenfläche des Doms aus. Alternativ kann ein berührungsloses Messen und/oder berührungsloses Detektieren des Kunststoffschmelzeschlauchs erfolgen. Der Sensorkopf liegt in diesem Fall nicht an der Außenfläche des Doms an, sondern ist beispielsweise versenkt hinter der Außenfläche oder unterhalb der Außenfläche des Doms angeordnet. Der Sensorkopf kann beispielsweise in einem Sackloch angeordnet sein und dabei durch Material des Doms, d.h. durch Wanddicke des Doms, von der Außenfläche des Doms, bzw. vom Aufnahmeraum (A) beabstandet sein. Vorzugsweise reicht der Erfassungsbereichs jedoch aus in diesen Fällen bis zur Außenfläche des Doms und/oder bis zu dem Aufnahmeraum (A), d.h. insbesondere bis zum Kunststoffschmelzeschlauch. Vereinfacht gesprochen „schaut“ der Sensor gegebenenfalls durch Material, d.h. durch Wanddicke des Doms hindurch - bis zur Außenseite oder Außenfläche des Doms oder bis in den Aufnahmeraum (A), d.h. insbesondere bis zum Kunststoffschmelzeschlauch.
Der Sensorkopf oder zumindest ein Abschnitt des Sensorkopfs kann somit auf der Außenfläche des Doms angeordnet sein.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Sensorkopf oder zumindest ein Abschnitt des Sensors beabstandet zur Außenfläche des Doms innerhalb des Doms oder innerhalb des Aufnahmeraums angeordnet ist. Bei besonders Ausführungen ist vorgesehen, dass der Sensorkopf zumindest abschnittsweise auf der Außenfläche des Doms aufgedruckt ist.
Bevorzugt sind auch Ausführungen, bei denen vorgesehen ist, dass der Sensorkopf in einer Bohrung, die in die Außenfläche des Doms mündet, oder in einer mit der Bohrung kommunizierenden und in der Außenfläche des Doms ausgebildeten Ausnehmung aufgenommen ist. In bevorzugter Ausführung kann vorgesehen sein, dass der Sensorkopf in einer die Außenfläche des Doms nicht durchstoßenden Sackbohrung innerhalb des Doms angeordnet ist.
Bei bevorzugten Ausführungen ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung eine Datenaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme der am Sensorkopf erfassten Daten aufweist.
Es kann vorgesehen sein, dass der in der Sensoreinrichtung vorgesehene Sensor bewegungsfest mit dem Dorn, den die Sensoreinrichtung aufweist, verbunden ist, vorzugsweise an oder in dem Dorn fixiert ist.
Einige oder alle diese Einrichtungen können außerhalb des Doms angeordnet sein und vorzugsweise über koaxial im Dorn und durch den Spritzkopf hindurch geführte Leitungen mit der Sensoreinrichtung verbunden sein.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung eine Datenübertragungseinrichtung und/oder eine Datenverarbeitungseinrichtung und/oder eine Datenspeichereinrichtung und/oder eine Datenanzeigeeinrichtung und/oder eine Energieversorgungseinrichtung aufweist und/oder mit einer solchen Einrichtung oder mehreren solchen Einrichtungen verbunden ist. Bevorzugte Ausführungen sehen vor, dass die Datenaufnahmeeinrichtung eine Datenverarbeitungseinrichtung und/oder eine Datenspeichereinrichtung umfasst, und/oder dass die Datenaufnahmeeinrichtung mit einer Datenübertragungseinrichtung und/oder einer Datenanzeigeeinrichtung und/oder einer Energieversorgungseinrichtung verbunden ist.
Bevorzugte Ausführungen können vorsehen, dass die Datenaufnahmeeinrichtung und/oder die Datenübertragungseinrichtung und/oder die Datenverarbeitungseinrichtung und/oder die Datenspeichereinrichtung und/oder die Datenanzeigeeinrichtung und/oder die Energieversorgungseinrichtung mit dem Dorn und/oder mit dem Spritzkopf bewegungsfest verbunden ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung einen Temperatursensor, und/oder einen Ultraschallsensor, und/oder einen Drucksensor und/oder einen kapazitiven Sensor als den mindestens einen Sensor umfasst. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die
Sensoreinrichtung einen Temperatursensor, und/oder einen Ultraschallsensor, und/oder einen Drucksensor und/oder einen kapazitiven Sensor als den mindestens einen Sensor. Der Temperatursensor ist vorzugsweise ein Thermoelement. Mittels des
Temperatursensors kann eine Temperatur des Kunststoffschmelzeschlauchs bzw. des daraus zu formenden Kunststoffrohrs bestimmt werden. Der Temperatursensor ist vorzugsweise thermisch gegenüber dem Dorn isoliert. Der Ultraschallsensor umfasst vorzugsweise einen Ultraschallsender und/oder Ultraschallempfänger. Der Ultraschallsensor wird in der Literatur auch häufig mit dem Begriff „Ultraschallkopf“ bezeichnet. Angesichts der Unterscheidung der Begriffe „Sensor“ und „Sensorkopf“ wird in der vorliegenden Beschreibung die Verwendung des Begriffs „Ultraschallkopf“ vermieden. Mittels eines Ultraschallsensors kann die Wanddicke des zu formenden Kunststoffschmelzeschlauchs bzw. des Kunststoffrohrs bestimmt werden. Der Drucksensor kann beispielsweise ein Dehnungsmessstreifen (DMS) sein. Mittels des Drucksensors kann beispielsweise festgestellt werden, ob das zu formende Kunststoffrohr Kontakt mit der Außenfläche des Doms hat, das heißt ob der zu formende Kunststoffschmelzeschlauch bzw. das Kunststoffrohr die Außenfläche des Doms berührt. Durch Auswertung der Daten kann das Haftungs- und Gleitverhalten des Kunststoffschmelzeschlauchs bzw. des Kunststoffrohrs auf dem Dorn festgestellt werden.
Weiterhin kann der kapazitive Sensor zum Feststellen verwendet werden, ob der zu formende Kunststoffschmelzeschlauch bzw. das Kunststoffrohr Kontakt mit dem Dorn hat. Durch eine Auswertung der Daten vom kapazitiven Sensor kann also auch das Haftungs- und Gleitverhalten des Kunststoffschmelzeschlauchs bzw. des Kunststoffrohrs festgestellt werden.
Vorzugsweise ist der Sensor bzw. sind die Sensoren geeignet, Temperaturen bis zumindest 200°C auszuhalten, besonders bevorzugt Temperaturen bis zumindest 230°C. der erfindungsgemäße Dorn umfasst beispielsweise einen Temperatursensor und einen kapazitiven Sensor. In einem anderen Beispiel umfasst der erfindungsgemäße Dorn einen Temperatursensor, einen kapazitiven Sensor und einen Ultraschallsensor. In einem anderen Beispiel umfasst der erfindungsgemäße Dorn einen Temperatursensor, einen kapazitiven Sensor und mehrere, beispielsweise drei, Ultraschallsensoren.
Besonders bevorzugte Ausführungen können vorsehen, dass mehrere Sensorköpfe im Bereich der Außenfläche des Doms jeweils in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind.
Besonders bevorzugte Ausführungen können auch vorsehen, dass mehrere Sensorköpfe im Bereich der Außenfläche des Doms jeweils in axialer Richtung voneinander beabstandet angeordnet sind.
Es kann vorgesehen sein, dass die Datenübertragungseinrichtung einen ersten Abschnitt aufweist, der ausgehend vom Sensor zumindest abschnittsweise in einem Bereich entlang der Außenfläche des Doms verläuft, insbesondere aufgedruckt ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Datenübertragungseinrichtung einen ersten Abschnitt aufweist, der ausgehend vom Sensor in einer Bohrung oder in einer Sackbohrung verläuft.
Vorteilhafterweise kann auch vorgesehen sein, dass die Datenübertragungseinrichtung einen zweiten Abschnitt, der vorzugsweise ein Funkmodul aufweist, umfasst. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Steueranlage umfasst, und dass die Steueranlage eine Kommunikationseinrichtung, vorzugsweise ein weiteres Funkmodul, aufweist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der zweite Abschnitt der Datenübertragungseinrichtung und die Kommunikationseinrichtung der Steueranlage zu einer Kommunikation untereinander ausgebildet sind, vorzugsweise, dass das Funkmodul und das weitere Funkmodul zu einer Funkkommunikation untereinander ausgebildet sind.
Bevorzugte Ausführungen sehen vor, dass der Dorn ein Außenrohr und ein Innenrohr aufweist, wobei an der Außenseite des Außenrohrs die Außenfläche des Doms ausgebildet ist. Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr ein Durchströmungsraum für ein fluides Kühlmedium, vorzugsweise Kühlwasser ausgebildet ist.
Es sind Ausführungen möglich, die vorsehen, dass das Außenrohr eine axiale Verlängerung zu Aufnahme der Sensoreinrichtung, vorzugsweise des mindestens einen Sensors mit dem Sensorkopf aufweist. Es kann auch vorgesehen sein, dass im Inneren der axialen Verlängerung des Doms sich der Durchströmungsraum für das fluide Kühlmedium des Doms sich nicht hinein erstreckt.
Erfindungsgemäß ist auch ein Dorn vorgesehen, vorzugsweise Kühldorn und/oder Kalibrierdorn für die Fierstellung von vorzugsweise gewelltem Kunststoffrohr, wobei der Dorn ein eine Sensoreinrichtung aufweisender Dorn einer Vorrichtung ist, die nach einem der Ansprüche 1 bis 25 ausgebildet ist, d.h. Ausgestaltungen aufweist, wie sie vorangehend beschrieben sind.
Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zur Herstellung von vorzugsweise gewelltem Kunststoffrohr in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Verfahren umfasst:
• Führen des extrudierten Kunststoffschmelzeschlauchs und/oder Kunststoffrohrs auf der Außenfläche eines eine Sensoreinrichtung aufweisenden Doms entlang der Formstrecke, und währenddessen:
• In-situ-Erfassen des Zustands des Kunststoffschmelzeschlauchs und/oder Kunststoffrohrs in der Formstrecke mittels der Sensoreinrichtung.
In bevorzugter Ausführung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Verfahren während des Führens des extrudierten Kunststoffschmelzeschlauchs und/oder Kunststoffrohrs auf dem die Sensoreinrichtung aufweisenden Dorn entlang der Formstrecke zusätzlich den folgenden Schritt umfasst:
Anpassen von Prozessparametern aufgrund des in-situ-erfassten Zustands des Kunststoffschmelzeschlauchs und/oder Kunststoffrohrs.
Die Prozessparameter umfassen vorzugsweise eine Vortriebsgeschwindigkeit des Kunststoffschmelzeschlauchs und/oder Kunststoffrohrs, ein den Kunststoffschmelzeschlauch und/oder das Kunststoffrohr umgebendes Vakuum und/oder einen Druck der Innenluft, einen Kühlwasserdurchfluss durch die Formbacken, eine Kühlwassertemperatur, Schmelzetemperatur, eine Temperierung und/oder Heizstärke der Rohre, bzw. Leitungen zum Einstellen einer Viskosität des Kunststoffs, eine Extruderdrehzahl, eine Extrudertemperatur, eine Zentrierung der Austrittsdüse des Spritzkopfs und/oder eine Größe des Düsenspalts der Austrittsdüse.
Vorteilhafterweise können die Prozessparameter zeitnah und in-situ angepasst werden. Dadurch kann der Formgebungsprozess des Kunststoffschmelzeschlauchs optimiert werden.
Vorteilhafterweise können die Prozessparameter beispielsweise derart angepasst werden, dass die Ablösung des Kunststoffschmelzeschlauchs von der Formfläche möglichst spät erfolgt, d.h. der Ablösezeitpunkt ein möglichst später Zeitpunkt in der Prozessführung ist. Ein möglichst langes Anhaften des Kunststoffschmelzeschlauchs an der Formfläche ist wegen der dabei hohen Wärmeübertragung wünschenswert. Die Effizienz der Kühlung des Kunststoffschmelzeschlauchs durch die Formbacke kann also durch Flinauszögern des Ablösezeitpunkts maximiert werden. Beispielsweise können zur Beeinflussung des Ablösezeitpunkts das den Kunststoffschmelzeschlauch umgebende Vakuum und/oder der Druck der Innenluft angepasst werden.
Vorzugsweise werden die folgenden vorbereiteten Schritte durchgeführt:
• Fortwährendes Extrudieren eines Kunststoffschmelzeschlauchs mit dem Spritzkopf des Extruders,
• Aufsetzen der Formbacke auf den vorzugsweise gewellt zu formenden extrudierten Kunststoffschmelzeschlauch.
Dabei wird der vorzugsweise gewellt zu formende extrudierte Kunststoffschmelzeschlauch durch die durch die gegenüberliegenden Formflächen gebildete zylindrische Innenfläche des Formbackenpaars umschlossen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit Figuren. Dabei zeigen:
Figur 1 : wesentliche Komponenten der Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffwellrohren, in schematischer Draufsicht; Figur 2: ein herkömmlicher Kühldorn der Vorrichtung gemäß Figur 1;
Figur 3: eine Abwicklung der Außenmantelfläche des Kühldorns der Figur 2;
Figur 4: ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Kühldorns in schematischer Schnittansicht im Längsschnitt;
Figur 5: Einzeldarstellung des Innenrohrs des in Figur 4 dargestellten Kühldorns in schematischer Seitenansicht; Figur 6: Einzeldarstellung des Innenrohrs des in Figur 4 dargestellten Kühldorns in schematischer Schnittansicht im Längsschnitt;
Figur 7: Einzeldarstellung des Außenrohrs des in Figur 4 dargestellten Kühldorns, in schematischer Seitenansicht;
Figur 8: Einzeldarstellung des Außenrohrs des in Figur 4 dargestellten
Kühldorns, in schematischer Schnittansicht entlang Schnittebene A-A in Figur 7. Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Wellrohren aus einer glatten Innen- und einer gewellten Außenlage. Die Vorrichtung weist einen Spritzkopf S auf, der über eine Verteilereinrichtung V mit einem Extruder E verbunden ist. Der Spritzkopf S weist zwei Ausgabedüseneinrichtungen D1 und D2 auf. Durch die Ausgabedüseneinrichtung D1 wird das Material für die glatten Innenlage des herzustellenden Wellrohrs und durch die Ausgabedüseneinrichtung D2 wird das Material für die gewellte Außenlage des herzustellenden Verbundwellenrohrs ausgegeben.
Die Ausgabedüseneinrichtungen D1 und D2 sind einer Formstrecke F eines Korrugators C zugeordnet. Die Formstrecke FS ist in Figur 1 durch dünne strichierte Linien schematisch verdeutlicht. Der Korrugator C weist Formbacken FB auf, die in zwei Formbackengruppen vorgesehen sind. Entlang der
Formstrecke FS bilden die Formbacken FB gemeinsam mit einem Kühldorn K einen dem herzustellenden Rohr entsprechenden Formkanal. Die Produktionsrichtung des mit der Vorrichtung 10 hergestellten Rohres ist durch den Pfeil P verdeutlicht.
Die Formbacken FB werden paarweise, d.h. als Formbackenpaare, hintereinander angeordnet entlang der Formstrecke FS in Produktionsrichtung (Pfeil 30) des extrudierten Kunststoffschmelzeschlauchs geführt. Die paarweise entlang der Formstrecke FS geführten Formbacken FB bilden mit ihren einander zugewandten Formflächen einen im Wesentlichen zylindrischen
Aufnahmeraum A zur Aufnahme des Kunststoffschmelzeschlauchs, derart, dass die Außenseite des Kunststoffschmelzeschlauchs an den Formflächen anliegt. Der koaxiale Kühldorn K bildet entlang der Formstrecke FS eine im Wesentlichen zylindrische Führung, auf der die Innenseite des Kunststoffschmelzeschlauchs aufliegend geführt wird. Durch die flächige Anlage der Außenseite des Kunststoffschmelzeschlauchs auf den Formflächen der Formbackenpaare FB, FB, und durch die Führung der Innenseite des Kunststoffschmelzeschlauchs auf der Außenfläche AF des koaxialen Kühldorns Kwird aus dem extrudierten Kunststoffschmelzeschlauch das Kunststoffrohr ausgeformt, je nach Ausgestaltung der Formflächen der Formbacken FB mit entsprechender Gestaltung der Außenseite des Kunststoffrohrs z.B. als gewelltes oder geripptes Kunststoffrohr.
Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich, ist der Kühldorn K mit Kühlkanälen KK und an seiner Außenfläche AF mit Vakuumrillen VR ausgebildet.
Die Figur 3 zeigt in einer Mantelflächenabwicklung eine mögliche Gestaltung der Vakuumrillen VR. Bei abgewandelten Ausführungsbeispielen können die Vakuumrillen an der Außenfläche AF des Kühldorns K auch mit einem anderen Verlauf ausgebildet sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Vakuumrillen VR mit Stichkanälen SK im Inneren des Kühldorns K strömungstechnisch verbunden. Die Stichkanäle SK münden an der vom Spritzkopf S abgewandten, in Produktionsrichtung der Rohre (Pfeil 30) stromabwärtigen Stirnseite aus dem Kühldorn K aus. Sie sind strömungstechnisch mit einer Vakuumquelle VQ verbunden, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel am stromabwärtigen Enabschnitt, bzw. an der stromabwärtigen Stirnseite des Kühldorns K vorgesehen ist. Bei abgewandelten Ausführungsbeispielen kann die Vakuumversorgung der Vakuumrillen VR auch durch Vakuumleitungen erfolgen, die durch den Spritzkopf S hindurch verlaufen. In dem Kühlkanal KKwird ein fluides Kühlmedium, vorzugsweise Kühlwasser, geführt. Der Kühldorn K ist aus einem Innenrohr 10i und einem Außenrohr 10a zusammengesetzt. Der Kühlkanal KK ist aus einer oder mehreren spiralförmigen Nuten gebildet, die in der Außenseite des Innenrohrs 10i ausgebildet sind. Die Durchströmung der Kühlkanäle KK kann je nach Schaltung des Kühlwassereinlasses und des Kühlwasserauslasses in Gleichstrom zur Produktionsrichtung P, d.h. in den Figuren 1 bis 3 von links nach rechts, oder in Gegenstrom zur Produktionsrichtung P, d.h. in den Figuren 1 bis 3 von rechts nach links erfolgen. Ein Kühldorn dieses Aufbaus ist bekannt, z.B. aus der DE 19841 156 C1.
Der in den Figuren 4 bis 6 dargestellte erfindungsgemäße Kühldorn ist gleich wie der Kühldorn der Figuren 1 bis 3 am Spritzkopf S derart anschließbar, dass der Kühldorn zentral koaxial aus dem Spritzkopf S in Produktionsrichtung P auskragt. Der Kühldorn K ist ebenfalls aus einem Innenrohr 10i und einem Außenrohr 10a zusammengesetzt. Zwischen dem Innenrohr 10i und dem Außenrohr 10a ist ein zylindrischer Ringspaltraum 100 als Durchströmungsraum für das fluide Kühlmedium ausgebildet. Als fluides Kühlmedium wird ebenfalls vorzugsweise Kühlwasser eingesetzt. Der als zylindrischer Ringspaltraum 100 ausgebildete Durchströmungsraum ist ebenfalls je nach Schaltung des Kühlwassereinlasses und des Kühlwasserauslasses in Gleichstrom zur Produktionsrichtung P oder in Gegenstrom zur Produktionsrichtung P betreibbar. Im Folgenden wird der zylindrische Ringspaltraum als Durchströmungsraum 100 bezeichnet.
Im Folgenden wird der Kühldorn der Figuren 4 bis 6 zunächst für den Fall des Gleichstrombetriebs beschrieben. Am rechten axialen Ende 101 des Kühldorns K ist zentral der Kühlwassereinlass ausgebildet, über den das Kühlwasser durch den Spritzkopf S hindurch vorzugsweise zentral koaxial zugeleitet wird und radial in den als zylindrischen Ringspaltraum ausgebildeten Durchströmungsraum 100 eingeleitet wird. Das Kühlwasser durchströmt den Durchströmungsraum 100 von rechts nach links. Am linken axialen Ende 102 des Durchströmungsraums
100 ist der Kühlwasserauslass ausgebildet. Hierfür sind am linken axialen Ende 102 des Innenrohrs 10i radiale Löcher ausgebildet, die das Kühlwasser in ein zentrales Rücklaufrohr 10z einleiten. Das zentrale Rücklaufrohr 10z ist in dem Hohlraum des Innenrohrs 10i als koaxiales zentrales Rohr 10z angeordnet, das das Kühlmedium vom Kühlwasserauslass durch den Spritzkopf S hindurch ableitet.
Im Fall des Gegenstrom betriebs erfolgt der Kühlwasserdurchlauf durch den Kühldorn in umgekehrte Richtung, d.h. das Kühlwasser tritt am in den Figuren linken axialen Ende 102 des Kühldorns K über das zentrale Rohr 10z durch die in dem Innenrohr 10i ausgebildeten radialen Löcher in den Durchströmungsraum 100 ein, durchströmt diesen von links nach rechts entgegen der Produktionsrichtung P und verlässt den Durchströmungsraum 100 am rechten axialen Ende 101 durch ein zentrales Ablaufrohr, das sich durch den Spritzkopf S vorzugsweise zentral koaxial hindurch erstreckt.
Bei dem Kühldorn in den Figuren 4 bis 8 ist in dem Ringspaltraum, der den Durchströmungsraum 100 des Kühldorns K bildet, eine Drallerzeugungseinrichtung 101 d ausgebildet. Die Drallerzeugungseinrichtung
101 d setzt sich aus über den Umfang der Außenseite des Innenrohrs 10i gleichmäßig verteilt ausgebildete Schaufelblättern d zusammen. Die Drallerzeugungseinrichtung 101 d erstreckt sich nur über den ersten Abschnitt der axialen Länge L des Durchströmungsraums 100, nämlich nur über den ersten axialen Abschnitt 101ax ausgehend von dem Kühlwassereinlass am rechten axialen Ende 101. In den an den axialen Abschnitt 101ax anschließenden weiteren axialen Abschnitt 100w reicht die Drallerzeugungseinrichtung 101 d nicht hinein. Dieser weitere axiale Abschnitt 100w ist als freier Ringspaltraum ohne Drallerzeugungseinrichtung 101 d ausgebildet.
Die Drallerzeugungseinrichtung 101 d ist als Drallgeber ausgebildet, das heißt sie beaufschlagt das axial einströmende Kühlwasser mit einer radialen Geschwindigkeitskomponente, sodass die Strömung mit einem Drall um die zentrale Achse des ringspaltförmigen Durchströmungsraums strömt. Die Drallbeaufschlagung durch die Drallerzeugungseinrichtung 101 d erfolgt derart, dass die Strömung des Kühlwassers auch in dem anschließenden weiteren axialen Abschnitt 100w, der als freier Ringspaltraum ohne Drallerzeugungseinrichtung ausgebildet ist, weiterhin mit Drall beaufschlagt ist. Es ergibt sich eine radial und axial gleichmäßig verteilte Durchströmung bis hin zum linken axialen Ende 102, wo der Kühlwasserauslass ausgebildet ist.
Damit unterscheidet sich der Kühldorn mit der Drallerzeugungseinrichtung 101 d von den an sich bekannten Kühldornen, bei denen das Innenrohr des Kühldorns als sog. Kühlschnecke ausgebildet ist, d.h. über seine gesamte axiale Länge spiralförmige gewindeartige Gänge aufweist, um das Kühlwasser zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr spiralförmig zu führen. Eine derartige spiralförmige Führung ergibt sich auch mit den Kühlkanälen KK des Kühldorns K der Figuren 1 bis 3. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 4 bis 8 ist in dem Bereich des linken axialen Abschnitts 102ax eine zweite Drallerzeugungseinrichtung 102d ausgebildet. Der linke axiale Abschnitt 102ax erstreckt sich ausgehend von dem linken axialen Ende 102, das den Kühlwasserauslass aufweist, nach rechts bis zu dem linken axialen Ende des weiteren Durchströmungsraums 100w. Die linke Drallerzeugungseinrichtung 102d in dem linken axialen Abschnitt 102ax ist gleich ausgebildet wie die rechte Drallerzeugungseinrichtung 101 d in dem rechten axialen Abschnitt 101ax, und zwar spiegelbildlich gleich. Sie erstreckt sich ebenfalls ausschließlich im Bereich des linken axialen Abschnitts 101ax und reicht nicht in den anschließenden weiteren axialen Abschnitt 100w hinein. Dieser weitere axiale Abschnitt 10Ow ist als freier Ringspaltraum ohne Dralleinrichtung ausgebildet. Er erstreckt sich zwischen den Enden des rechten axialen Abschnitts 101ax und des linken axialen Abschnitts 102ax. In diesem freien Ringspaltraum ist keine Drallerzeugungseinrichtung ausgebildet, das heißt weder die ersten Drallerzeugungseinrichtung 101 d des rechten axialen Abschnitts 101ax noch die zweite Dralleinrichtung 102d des linken axialen Abschnitts 102ax ragt in diesen axialen Abschnitt 100w hinein. Mit der zweiten Drallerzeugungseinrichtung 102d wird das durchströmende Kühlmedium nochmal am Ende der Durchströmung mit einem Drall beaufschlagt, wodurch der Drall der Durchströmung über die gesamte axiale Länge des Durchströmungsraums stabilisiert wird.
Außerdem ist der linke axiale Abschnitt 102ax mit der zweiten Drallerzeugungseinrichtung 102d ausgestaltet, um den Kühldorn auch im Gegenstrom betrieb einzusetzen. In diesem Fall erfolgt die Kühlwasserzuleitung an dem spritzkopffernen linken axialen Ende 102 und die Kühlwasserableitung am spritzkopfnahen rechten axialen Ende 101. Wie vorangehend bereits beschrieben, erfolgt im Gegenstrom betrieb der Kühlwasserlauf genau umgekehrt zu dem Gleichstrombetrieb.
Das in den Figuren 7 und 8 dargestellte Außenrohr 10a des Kühldorns K weist eine Sensoreinrichtung auf, die mehrere Sensoren 10, 20, 30, 40 umfasst. Die Sensoren 10, 20, 30, 40 sind an oder in dem Außenrohr 10a fest, das heißt bewegungsfest mit dem Außenrohr, angeordnet. Die Sensoren 10, 20, 30, 40 weisen jeweils einen Daten erfassenden Sensorkopf auf. Die Anordnung der Sensoren 10, 20, 30, 40 ist jeweils derart, dass der Daten erfassende Sensorkopf des Sensors einen Bereich der Außenfläche AF des Doms K und/oder einen Bereich des durch die Formflächen der Form backenpaare gebildeten Aufnahmeraums A umfasst.
Bei den Sensoren 10, 20, 30, 40 der Sensoreinrichtung des Doms K handelt es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um folgende Sensoren:
- Der Sensor 10 ist ein Temperatursensor mit Sensorkopf 11. Es handelt sich um einen berührenden Sensor. Der Sensor 10 ist in einer radialen Bohrung in der Wandung des Außenrohrs 10a angeordnet, wobei die radiale Bohrung in die Außenfläche AF mündet. Der Sensor ist in der Bohrung derart angeordnet, dass das freie Ende des Sensorkopfs 11 vorzugsweise fluchtend mit der Außenfläche AF angeordnet ist.
- Der Sensor 20 ist ein Ultraschallsensor mit einem Sensorkopf 21. Es handelt sich um einen nicht berührenden Sensor. Der Sensor 20 ist in einer nicht durchstoßenden radialen Sackbohrung in der Wandung des Außenrohrs 10a so angeordnet, dass der Sensorkopf 21 innerhalb des Doms, das heißt im dargestellten Fall innerhalb der Wandung des Außenrohrs 10a angeordnet ist. Das freie Ende des Sensorkopfs 21 ist dabei mit Abstand von der Außenfläche AF des Doms angeordnet.
- Der Sensor 30 ist ein auf der Außenfläche AF aufgedruckter kapazitiver Sensor 30 mit einem auf der Außenfläche AF aufgedruckten Sensorkopf 31 und einem mit einer auf der Außenfläche AF aufgedruckten Verkabelung 32. Die Schichtdicke des aufgedruckten Sensorkopfs 31 und der aufgedruckten Verkabelung 32 ist jeweils circa 0,05 mm.
- Der Sensor 40 ist ein auf die Außenfläche AF aufgedruckter Temperatursensor mit einem auf die Außenfläche AF aufgedruckten Sensorkopf 41 und einer auf die Außenfläche AF aufgedruckten Verkabelung 42. Die Schichtdicke des aufgedruckten Sensorkopfes 41 und der aufgedruckten Verkabelung 42 ist jeweils circa 0,05 mm. Bei dem aufgedruckten Temperatursensor 40 handelt es sich vorzugsweise um ein Thermoelement.
Die Sensoren 10, 20, 30, 40 der Sensoreinrichtung sind vorzugsweise am spritzkopffernen Ende des Doms, das heißt in Figuren 7, 8 linken Ende des Doms angeordnet. Bei gegenüber den Figuren 7 und 8 abgewandelten Ausführungsbeispielen kann die Sensoreinrichtung auch mehrere gleichartige Sensoren aufweisen, die gleichmäßig über den Umfang vorzugsweise ebenfalls am spritzkopffernen Ende des Doms angeordnet sind. Es sind auch abgewandelte Ausführungsbeispiele möglich, bei denen mehrere Sensoren über die axiale Länge des Doms verteilt angeordnet sind.
Es sind auch abgewandelte Ausführungsbeispiele vorgesehen, bei denen der Dorn anders aufgebaut ist als der Dorn in den Figuren 4 bis 6, beispielsweise mit einem anders gestalteten Außenrohr und/oder anders gestalteten Innenrohr, z.B. wie der Dorn der Figuren 1 bis 3. Der Dorn kann auch aus einem nicht rohrförmigen Hohlkörper oder Vollmaterialkörper ausgebildet sein. Wesentlich ist jeweils, dass die Anordnung der Sensoreinrichtung mit einem oder mehreren Sensoren so ausgestaltet ist, dass der oder die Sensoren mit einem Daten erfassenden Sensorkopf derart angeordnet ist beziehungsweise sind, dass der Erfassungsbereich des Sensorkopfs einen Bereich der Außenfläche des Doms und/oder einen Bereich des durch die Formfläche der Form backenpaare gebildeten Kunststoffschmelzeschlauch Aufnahmeraums A umfasst.
Bezugszeichenliste S Spritzkopf V Verteilereinrichtung E Extruder D1 Ausgabedüseneinrichtung von S für Innenschlauch D2 Ausgabedüseneinrichtung von S für Außenschlauch FS Formstrecke C Korrugator AF Außenfläche von K P Pfeilproduktionsrichtung
FB Form backe A Aufnahmeraum der Formbackenpaare K Kühldorn
KK Kühlkanal
VR Vakuumrille
SK Stichkanal für Vakuum VQ Vakuumquelle EV Energieversorgungsleitung VL Vakuumleitung Kn Spritzkopfnaher Zuganker Kf Spritzkopfferne Spannbuchse 10i Innenrohr 10a Außenrohr 10z Zentrales Rohr 10 Temperatursensor 11 Sensorkopf von 10
20 Ultraschallsensor
21 Sensorkopf von 20
30 Kapazitiver Sensor
31 Sensorkopf von 30
32 Aufgedruckte Verkabelung
3 Stecker
40 Thermoelement
41 Sensorkopf von 40 42 Aufgedruckte Verkabelung
43 Stecker
100 Baugruppe
110 Datenaufnahmeeinrichtung
120 W-LAN-Modul 121 Antenne
130 Energieversorgungseinrichtung

Claims

Ansprüche 1. Vorrichtung zur Herstellung von vorzugsweise gewelltem Kunststoffrohr aus einem Kunststoffschmelzeschlauch, umfassend
• einen Extruder (E) zur Erzeugung des Kunststoffschmelzeschlauchs,
• einen Spritzkopf (S) zum Anschluss an den Extruder (E), wobei der Spritzkopf (S) mit einer Ausgabedüseneinrichtung (D1 , D2) zur Extrusion des Kunststoffschmelzeschlauchs versehen ist, und
• mehrere jeweils eine Formfläche zum vorzugsweise gewellten Formen des extrudierten Kunststoffschmelzeschlauchs aufweisende Formbacken (FB), die mittels einer Antriebseinrichtung jeweils paarweise zum Formen des extrudierten Kunststoffschmelze- schlauchs entlang einer Formstrecke (FS) in Produktionsrichtung des extrudierten Kunststoffschmelzeschlauchs geführt angeordnet sind und mittels der Antriebseinrichtung in einer Rückführeinrichtung rückgeführt angeordnet sind, wobei die paarweise entlang der Formstrecke (FS) geführten Formbacken (FB) mit ihren einander zugewandten Formflächen einen Aufnahmeraum (A) zur Aufnahme des Kunststoffschmelzeschlauchs bilden bei Anlage der Außenseite des Kunststoffschmelzeschlauchs an den Formflächen der Formbacken (FB), • einen Dorn (K), der sich ausgehend vom Spritzkopf (S) koaxial in den von den Formbacken (FB) zur Aufnahme des Kunststoffschmelzeschlauchs gebildeten Aufnahmeraum (A) entlang zumindest eines Abschnitts der Formstrecke (FS) erstreckt mit einer Außenfläche (AF) des Doms (K) zur Führung der Innenseite des
Kunststoffschmelzeschlauchs, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (K) eine Sensoreinrichtung aufweist, die mindestens einen Sensor mit einem Daten erfassenden Sensorkopf (11 , 21 , 31 , 41 ) umfasst, der derart angeordnet ist, dass sein Erfassungsbereich einen
Bereich der Außenfläche (AF) des Doms (K) und/oder einen Bereich des Aufnahmeraums (A) umfasst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkopf (11 , 21 , 31 , 41 ) oder zumindest ein Abschnitt des Sensorkopfs auf der Außenfläche (AF) des Doms (K) angeordnet ist, oder im Bereich der Außenfläche (AF) innerhalb des Doms (K) oder innerhalb des Aufnahmeraums (A) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkopf (11 , 21 , 31 , 41 ) oder zumindest ein Abschnitt des Sensorkopfs beabstandet zur Außenfläche (AF) des Doms (K) innerhalb des Doms (K) oder innerhalb des Aufnahmeraums (A) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkopf (11 , 21 , 31 , 41 ) zumindest abschnittsweise auf der Außenfläche (AF) des Doms (K) aufgedruckt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkopf (11 , 21 , 31 , 41 ) in einer Bohrung, die in die Außenfläche (AF) des Doms (K) mündet, oder in einer mit der Bohrung kommunizierenden und in der Außenfläche (AF) des Doms (K) ausgebildeten Ausnehmung aufgenommen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkopf (11 , 21 , 31 , 41 ) in einer die Außenfläche (AF) des Doms (K) nicht durchstoßenden Sackbohrung innerhalb des Doms (K) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung eine Datenaufnahmeeinrichtung (110) zur Aufnahme der am Sensorkopf (11, 21, 31, 41) erfassten Daten aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Sensoreinrichtung vorgesehene Sensor (10, 20, 30, 40) bewegungsfest mit dem Dorn (K), den die Sensoreinrichtung aufweist, verbunden ist, vorzugsweise an oder in dem Dorn (K) fixiert ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung eine Datenübertragungseinrichtung (110) und/oder eine Datenverarbeitungseinrichtung und/oder eine Datenspeichereinrichtung und/oder eine Datenanzeigeeinrichtung und/oder eine Energieversorgungseinrichtung (130) aufweist und/oder mit einer solchen Einrichtung oder mehreren solchen Einrichtungen verbunden ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenaufnahmeeinrichtung (110) eine Datenverarbeitungseinrichtung und/oder eine Datenspeichereinrichtung umfasst, und/oder dass die Datenaufnahmeeinrichtung (110) mit einer Datenübertragungs- einrichtung und/oder einer Datenanzeigeeinrichtung und/oder einer
Energieversorgungseinrichtung verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenaufnahmeeinrichtung und/oder die Datenübertragungs einrichtung und/oder die Datenverarbeitungseinrichtung und/oder die Datenspeichereinrichtung und/oder die Datenanzeigeeinrichtung und/oder die Energieversorgungseinrichtung mit dem Dorn (K) und/oder mit dem Spritzkopf bewegungsfest verbunden ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung einen Temperatursensor (10), und/oder einen Ultraschallsensor (20), und/oder einen Drucksensor und/oder einen kapazitiven Sensor (30) als den mindestens einen Sensor umfasst.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensorköpfe (11, 21, 31, 41) im Bereich der Außenfläche (AF) des Doms (K) jeweils in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensorköpfe im Bereich der Außenfläche (AF) des Doms (K) jeweils in axialer Richtung voneinander beabstandet angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungseinrichtung einen ersten Abschnitt aufweist, der ausgehend vom Sensor (10, 20, 30, 40) zumindest abschnittsweise in einem Bereich entlang der Außenfläche (AF) des Doms (K) verläuft, insbesondere aufgedruckt ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungseinrichtung einen ersten Abschnitt aufweist, der ausgehend vom Sensor (10, 20, 30, 40) in einer Bohrung oder in einer Sackbohrung verläuft.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungseinrichtung einen zweiten Abschnitt, der vorzugsweise ein Funkmodul aufweist, umfasst.
18. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Steueranlage umfasst, und dass die Steueranlage eine Kommunikationseinrichtung, vorzugsweise ein weiteres Funkmodul, aufweist.
19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt der Datenübertragungseinrichtung und die Kommunikationseinrichtung der Steueranlage zu einer Kommunikation untereinander ausgebildet sind, vorzugsweise, dass das Funkmodul und das weitere Funkmodul zu einer Funkkommunikation untereinander ausgebildet sind.
20. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn ein Außenrohr (10a) und ein Innenrohr (1 Oi) aufweist, wobei an der Außenseite des Außenrohrs (10a) die Außenfläche (AF) des Doms (K) ausgebildet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Außenrohr (10a) und dem Innenrohr (1 Oi) ein Durchströmungsraum (100) für ein fluides Kühlmedium, vorzugsweise Kühlwasser ausgebildet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor oder zumindest ein Abschnitt des Sensorkopfes auf der Außenfläche der Außenseite des Außenrohrs (10a) angeordnet ist oder in dem Bereich der Außenfläche innerhalb des Außenrohrs (10a) oder innerhalb des Aufnahmeraums (A) angeordnet ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (10a) eine axiale Verlängerung zu Aufnahme der Sensoreinrichtung, vorzugsweise des mindestens einen Sensors mit dem
Sensorkopf aufweist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Verlängerung des Doms am spritzkopffernen Ende des Doms ausgebildet ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der axialen Verlängerung des Doms sich der Durchströmungsraum für das fluide Kühlmedium des Doms sich nicht hinein erstreckt.
26. Dorn, vorzugsweise Kühldorn und/oder Kalibrierdorn für die Herstellung von vorzugsweise gewelltem Kunststoffrohr, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (K) ein eine Sensoreinrichtung aufweisender Dorn einer Vorrichtung ist, die nach einem der Ansprüche 1 bis 25 ausgebildet ist.
27. Verfahren zur Herstellung von vorzugsweise gewelltem Kunststoffrohr in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, umfassend:
• Führen des extrudierten Kunststoffschmelzeschlauchs und/oder Kunststoffrohrs auf der Außenfläche (AF) des die Sensoreinrichtung aufweisenden Doms (K) entlang der Formstrecke (FS) des Doms, und währenddessen:
• In-situ-Erfassen des Zustands des Kunststoffschmelzeschlauchs und/oder Kunststoffrohrs in der Formstrecke (FS) mittels der Sensoreinrichtung.
28. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren während des Führens des extrudierten Kunststoffschmelzeschlauchs und/oder Kunststoffrohrs auf dem die
Sensoreinrichtung aufweisenden Dorn (K) zumindest eines Abschnitts der Formstrecke (FS) zusätzlich den folgenden Schritt umfasst: Anpassen von Prozessparametern aufgrund des in-situ-erfassten Zustands des Kunststoffschmelzeschlauchs und/oder Kunststoffrohrs.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0065729B1 (de) 1981-05-22 1984-03-14 Wilhelm Hegler Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren mit Querrillen
US4988466A (en) * 1987-02-19 1991-01-29 Uponor N.V., Emmaplein Method and an apparatus for the production of ribbed pipes
WO1994005482A1 (de) * 1992-09-01 1994-03-17 C.A. Greiner & Söhne Gesellschaft M.B.H. Extrusionswerkzeug für mit einem hohlraum versehene bauteile, sowie verfahren zum herstellen derartiger bauteile
DE19841156C1 (de) 1998-09-09 1999-10-21 Unicor Rohrsysteme Gmbh Vorrichtung zur Herstellung von Rohren
DE10043898A1 (de) * 2000-09-06 2002-04-04 Kirchner Fraenk Rohr Dickenkontrollierte Extrusion
CA2461442A1 (en) 2004-03-19 2005-09-19 Manfred A. A. Lupke Molding apparatus with die tooling having plastic flow sensors
US7524177B2 (en) * 2003-11-24 2009-04-28 Lupke Manfred A A Pipe molding system with vacuum and temperature controls of cooling plugs
US20190168474A1 (en) * 2016-07-06 2019-06-06 Schlemmer Gmbh Corrugator, extrusion system and method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0065729B1 (de) 1981-05-22 1984-03-14 Wilhelm Hegler Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren mit Querrillen
US4988466A (en) * 1987-02-19 1991-01-29 Uponor N.V., Emmaplein Method and an apparatus for the production of ribbed pipes
WO1994005482A1 (de) * 1992-09-01 1994-03-17 C.A. Greiner & Söhne Gesellschaft M.B.H. Extrusionswerkzeug für mit einem hohlraum versehene bauteile, sowie verfahren zum herstellen derartiger bauteile
DE19841156C1 (de) 1998-09-09 1999-10-21 Unicor Rohrsysteme Gmbh Vorrichtung zur Herstellung von Rohren
DE10043898A1 (de) * 2000-09-06 2002-04-04 Kirchner Fraenk Rohr Dickenkontrollierte Extrusion
US7524177B2 (en) * 2003-11-24 2009-04-28 Lupke Manfred A A Pipe molding system with vacuum and temperature controls of cooling plugs
CA2461442A1 (en) 2004-03-19 2005-09-19 Manfred A. A. Lupke Molding apparatus with die tooling having plastic flow sensors
US20190168474A1 (en) * 2016-07-06 2019-06-06 Schlemmer Gmbh Corrugator, extrusion system and method

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