CN102006980A - 用于制造塑料管的挤出成型装置和用于挤出成型装置的柔性密封件 - Google Patents

用于制造塑料管的挤出成型装置和用于挤出成型装置的柔性密封件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制造连续型材(8)、特别是塑料管的挤出成型装置(1)，所述挤出成型装置依次设置地包括：用于提供能变形的原材料的熔融装置；用于限定所述连续型材的形状、特别是用于限定塑料管的直径的定型装置；用于使所述连续型材的形状、特别是塑料管的直径稳定的真空装置(2)；以及用于对真空罐进行气密地封闭的水存储容器(4)，所述水存储容器在其输出端上具有漏斗形密封件(6)，所述漏斗形密封件用于密封所述连续型材、特别是塑料管且用于去除所述连续型材、特别是塑料管的润湿。为了实现套环的开口直径自动地与管直径相匹配，该套环是密封的、柔性的且易于维护的，本发明提出，漏斗形密封件(6)包括基本上截锥形的套环(9)，所述套环具有用于连续型材、特别是塑料管的出口(7)，其中，所述出口(7)的直径通过所述末端密封件的预定的收缩区域(11)的收缩而能够与所述连续型材、特别是塑料管相匹配。

Description

用于制造塑料管的挤出成型装置和用于挤出成型装置的柔性密封件
技术领域
本发明涉及连续型材以及特别是具有预定的、可改变的直径的塑料管在根据权利要求1的前序部分中的挤出成型装置中的制造。本发明特别也涉及具有柔性构造的密封套环的漏斗形密封件。
背景技术
挤出成型装置用于制造连续型材，特别是管。在此，在压注机(Extruder)中首先制备出塑料熔体，其通过流出喷嘴(Austrittdüse)成型加工。为了确保按期望确定连续型材的尺寸，连续型材在定型后穿过定径装置，在所述定径装置中，对连续型材进行尺寸精确的定径。接着，使所述管在真空罐中稳定，其中，通过在罐中的负压，避免管的溃塌并且于是直径恒定地保持，直到所述管冷却且具有用于自身支撑所需的稳定性。
为了维持低负压，真空罐必须在输入侧以及输出侧上以相应的密封件封闭。在输入侧上密封功能可由定径装置承担。真空罐的两个密封件必须能够用于不同的管直径，由此不是管直径的每次改变都造成可能会导致设备的不能容忍的停止运行时间的密封件的更换。因为密封件同时承受较高的负荷且因此真空罐输出侧的泄漏率必须最小化，在真空罐的下游连接水存储容器。因此，真空罐的末端密封件不是相对于空气而是相对于水工作，并且因为水的泄漏体积比空气小，于是保证了较好的真空质量。
水存储容器本身在输出侧用漏斗形密封件封闭，通过该漏斗形密封件，制成的管能够排出到用于进一步加工和装配(Konfektionierung)的周围环境中。可能接着还跟随有另外的冷却装置，如喷淋罐，在所述喷淋罐中管的余温被带走。漏斗形密封件必须相对于标准大气压密封水存储容器且在此泄漏也保持尽可能小。此外，密封件必须具有足够的刮擦作用，以便在管过渡到周围环境中时去除带有水的管的润湿。对于管直径的较大的范围都须满足密封件的两种特性。而迄今还没有找到一种材料可以在管直径能够在其中运动的从70mm至160mm以及140至250mm的整个范围内都合适的材料：由于在较大尺寸情况下的运行，所述材料塑性变形，而接下来到较小尺寸的变化导致显著的不密封性。
发明内容
本发明的目的是，提供一种装置，其实现套环的开口直径自动地与管直径相适配，该套环是密封的、柔性的且易于维护的。
该目的通过用于密封且去除连续型材、特别是塑料管的润湿的漏斗形密封件实现，所述漏斗形密封件包括基本上截锥形的、具有用于连续型材的出口的套环，其中，出口的直径通过末端密封件的预定收缩区域的收缩而能够与连续型材相适配。此外，本发明通过按权利要求1的挤出成型装置而得以实现。本发明的优选的实施方式是从属权利要求的主题。
本发明基于下述的构思，即：将水存储容器的漏斗形密封件的柔性构造的密封套环借助索环而收紧，从而套环在预定的区域中收窄且施以合适的挤压力地贴靠在已挤出的管上。因此，同时将恒定的摩擦力施加到所述管上，且所述管的表面没有水滴。该索环可以是相应引导的绳、钢索、金属线等。
在这种意义上提出一种用于制造连续型材、特别是塑料管的挤出成型装置，该挤出成型装置依次设置地包括：用于提供可变形的原材料的熔融装置，用于限定连续型材形状、特别是用于限定塑料管的直径的定型装置，用于使连续型材的形状稳定的真空装置以及用于对真空罐进行气密地封闭的水存储容器，所述水存储容器具有在其输出端的用于密封且用于去除连续型材的润湿的漏斗形密封件。
根据本发明，同类型的挤出成型装置的特征在于：所述漏斗形密封件包括基本上截锥形的套环，该套环具有用于连续型材、特别是塑料管的出口，其中，所述出口的直径通过末端密封件的预定收缩区域的收缩而能够与连续型材相适配。
此外优选的是，下述的特征单独地或者—只要技术上允许或者有意义—多个组合地在所述挤出成型装置中实现：
-收缩区域是中空圆柱形的套管(Tülle)，其在下游连接到套环的出口上；
-所述套管由柔性材料制成且在其与所述套环连接的末端上具有由硬材料制成的第一环形件以及在其自由末端上具有第二环形件；
-在第二环形件上作用有第二切向力，从而第二环形件环绕套管的对称轴线转动；
-在第一环形件上作用有第一切向力，其与在第二环形件上的第二切向力相反，从而第一环形件相对第二环形件环绕套管的对称轴线转动；
-第一和/或第二切向力通过重物产生；
-在第一环形件和第二环形件之间张紧预定数量的加强绳，这些加强绳基本上不能伸长；
-所述套管双曲面形地预成型；
-牵拉绳环绕收缩区域一圈，其中，在牵拉绳的两个末端的至少一个上作用有切向力；
-所述收缩区域包括搭环，所述牵拉绳在所述搭环中引导。
根据本发明的装置的优点是其简单的结构以及实践中充分的维护自由度。另外的优点是，所述装置在管直径的整个范围内都能被使用。
附图说明
本发明的其他的特征和优点由下述的参照附图的描述得出。
图1以半透视图示意示出根据现有技术的挤出成型装置的末端装置；
图2以透视图示出在水容器的末端处的根据本发明的漏斗形密封件的第一实施方式；
图3和图4以透视图示意示出在将力施加到根据本发明的漏斗形密封件上之前和之后的状态；
图5以透视图示意示出根据本发明的漏斗形密封件的另一实施方式；
图6仍以透视图示出根据本发明的漏斗形密封件的另一实施方式。
具体实施方式
附图中的图示并不按实际尺寸。相同或者作用相同的元件以相同的附图标记表示。
在图1中示出用于制造所称的连续型材的挤出成型装置1，其中，所述连续型材特别是塑料管。挤出成型装置依次包括(未示出的)用于提供可变形的原材料的熔融装置，(未示出的)用于限定连续型材的形状、特别是塑料管的直径的定型装置。
在塑料管以这种方式作为连续型材制造后，其还处于一种能够容易变形的状态，且任何外部的影响可能改变该塑料型材的外部尺寸。特别地，还软化的塑料管可能在大气压下溃塌。因此，使半成品在真空罐2中稳定，在真空罐中所述塑料管在外部的负压下硬化。而在管的内部存在着大气压。
从真空罐2中出来，现已硬化的塑料管通过末端密封件3进入到水存储容器4中。真空罐2的末端密封件必然仅仅具有3相对于空气的有限的密封性，因为所制成的塑料管必须从真空罐2穿过该末端密封件向外引出。而为了使末端密封件3的泄漏率不至于太高，末端密封件3能够相对于处于水存储容器4中的水而不是相对于空气进行工作。借助水存储容器4，因此气密地封闭真空罐。与此相应地，在水存储容器4中的水位5高于末端密封件3。
现在在水存储容器4的输出端处，完全制成的塑料管通过漏斗形密封件6被输出到存在着大气压的工作环境中。在此，漏斗形密封件6基本上是由弹性材料制成的截锥形的套环，该套环具有用于制成的管8的出口7。漏斗形密封件6需要满足两个功能，即：其必须对水存储容器4进行密封，也就是防止水从存储容器4中向外泄漏。此外，漏斗形密封件6应防止最终成品在漏斗形密封件6之后还是湿润的且其上有水。也就是说，塑料管应通过漏斗形密封件6而被擦干，从而连续型材接着能够被切割和运输。
对于本领域技术人员而言，清楚的是，如果所制造的管的直径改变，那么漏斗形密封件的作用就正好受到影响。通常在现有技术中使用漏斗形密封件，漏斗形密封件是弹性的，以使得其能够与不同的尺寸相匹配。这当然只在一定的范畴内是可能的，并且此外，漏斗形密封件的弹性在现有技术中根据载荷随时间而下降。
本发明基于下述构思，即：在漏斗形密封件上能够产生作用到穿移的管上的恒定的力。也就是说，挤压力—借助其漏斗形密封件压到管上并且产生密封性—应与所制造的管的直径无关而相同地保持。
为此，根据本发明，漏斗形密封件在密封件的出口的附近设有收缩区域，在该收缩区域中，出口的直径通过收缩而能够与连续型材相匹配。
为此，在本发明的第一实施方式中，漏斗形密封件6的套环被加长。下面将借助于图2、3和4对此进行说明。
在图2中示出具有根据本发明的补充部的漏斗形密封件6。在基本上相应于现有技术的漏斗形密封件的主套环9上在套环9的出口10的高度上连接有加长件11或者套管，该套管特别是在其输入端上具有与出口10一样的直径。该套管的直径可以在其整个长度上保持不变，或者该套管(如在图中所示出的那样)以轻微的圆锥形向着其自由末端逐渐变小。套管11在其末端上具有用于所制造的塑料管8的另外的出口12。套管11优选由与主套环9相同的材料制成。但是在这种情况下，在该实施方式中，套管11的材料必须是柔性的，如下面进一步阐述的那样。特别地，套管11能够整体地安置在主套环9上。
为了能够使套管11的有效直径与管8的直径相适配，在本发明的该实施方式中，使所述套管11本身扭转。这在图2中通过两个切向力13和14表示。切向力13在套管11的圆周的一点上作用在套管11的材料上。同样，切向力14在圆周上的一点上作用在套管11上，该点位于套管11的与第一切向力13的作用点同一侧上(从而在套管11的表面上的至少一点上作用有两个彼此相反的力分量)。
下面借助图3和图4阐述按图2的套管11的扭转作用。
图3和图4中的套管11由于后面将会明确阐述的原因而在将套管安装在主套环上的一侧上设有环形件15。在环15上固定有牵拉绳16，该牵拉绳通过导向轮17与重物18相连。通过重物18，牵拉绳16被张紧，并且因此牵拉绳16将切向力施加到套管11上。在套管11的另一侧上设有第二环形件19，在该第二环形件上如上所述地固定有第二牵拉绳20。两条牵拉绳16和20的固定点在套管11的表面上以上面所示出的方式和方法彼此相应。第二牵拉绳20通过第二导向轮21与第二重物22相连。通过第二重物22，第二牵拉绳20被张紧，从而如第一牵拉绳的情况在环形件19上施加有切向力。
在图3中示出套管11在两个通过第一重物18和第二重物22施加的切向力产生作用之前的状态。在图4中示出套管11的在所述两个切向力已将所述套管至少部分扭转后的状态。在第一和第二环形件15、19上分别作用有第一和第二切向力，其中，第二切向力基本上正好相反地与第一切向力相对，从而第一环形件15和第二环形件19彼此相反地环绕套管11的对称轴线(旋转轴线)转动。接下来柔性的套管11扭转，从而其包络线形成(单层)的双曲面。
从图4中可以看出，通过扭转，套管11的有效直径根据由弹性材料制成的套管11扭转的程度而减小。扭转双曲面的内直径通过作用到第一或者第二环形件上的切向力在变小，直至该内直径与(未示出的)的管的外直径相应。由此实现优化的密封性，也就是说，在末端密封件中的泄漏尽可能地小并且管的润湿在密封件之后通过密封件的刮擦作用而被消除。
因此环形件15和19一方面用于将绳16和20固定在套管上。而在本发明的另一个优选的实施方式中，环形件15和19还具有另外的功能。显然地，制成套管11的弹性材料不应当过度延伸。因此，可以限定一个阈值，即：限定扭转角可以是多大。存在下述的可能性，即：不能延伸的加强绳23在两个环形件15、19之间张紧，其仅允许套管11扭转一个确定的角度。而在此，前提是环形件15和19的间距通过适合的(未示出的)机构保持得比最小间距大。通过绳23的可延伸性或者说未结束的可延伸性，可以套管11的反作用力调节成所作用的切向力。因此，套管在所述管上的挤压力在此通过两个环形件的相对扭转而产生。如果(刚性的)绳23在两个环形件15、19之间张紧，绳23由此包围一个双曲面形的橡胶套管并且将该橡胶套管压到所述管上。
可以理解的是，当在套管11的相应对置侧上借助适合的机构将该套管固定，套管11的扭转也可以通过仅一个切向力实现。
在图5中示出根据本发明的漏斗形密封件的可替换的实施方式。在该实施方式中，牵拉绳24环绕加长件11盘绕，从而牵拉绳24从一侧开始环绕套管11一圈，以便然后在套管11的另一侧继续延伸。套管11的拉紧并且因此与(未示出的)已挤出的管的相应直径的适配通过对绳24的牵拉而简单实现。
本发明的实施方式具有下述优点，即：它在转化方面是非常简单和成本低廉的。然而，如在图5中所示，在管直径太小的情况下，可能会产生套管的收缩折皱25，其可能会损害收缩的密封性。虽然在根据图3和图4的实施方式中基本上也会出现收缩，但其在那里在套管11的圆周上均匀地分布，而在根据图5的实施方式中，由于绳24和套管11的材料之间的摩擦，可能会产生不均匀的褶皱。
在图6中示出本发明的另外的实施方式，该实施方式基于与根据图5的实施方式相类似的原理。在这里也设有牵拉绳24，借助该牵拉绳，漏斗形密封件6的出口7的直径能够改变。为此，在出口7上设有搭环26，牵拉绳24引导穿过所述搭环。如果在牵拉绳24上进行牵拉，可能是从一侧或者从两侧，由此套环9的出口7能够变小，从而以这种方式，出口7的直径与已挤出的管8的直径相适配。
同样，对管以及漏斗件的贴靠在所述管上的部分进行盘绕的按照图6的绳24可通过两个导向轮与两个重物相连，从而通过重力能够将恒定的密封力施加到密封件上。如果此外所述绳在此在所述管下方而不是在所述管上方引导，绳24在管尺寸较大的情况下可以附加地起支撑作用。
同样，本发明的实施方式是成本低廉的，但必要时必须设置一种机构，以便阻止收缩区域的褶皱形成，否则装置的密封性由于形成褶皱可能会受到损害。
因此，在所有的实施方式中，漏斗形密封件6具有基本上截锥形的套环9，该套环具有用于连续型材的出口7，其中，出口7的直径通过末端密封件的预定的收缩区域11的收缩而能够与塑料管相适配。此外，如果将装置放置在存储容器4中，则保证了视觉上的/美观的解决方案。
附图标记列表
1.挤出成型装置
2.真空罐
3.末端密封件
4.水存储容器
5.水位
6.漏斗形密封件
7.漏斗形密封件中的出口
8.已挤出的管
9.主套环
10.套环中的中间孔
11.加长件，套管
12.套管中出口
13.第一切向力
14.第二切向力
15.第一环形件
16.第一牵拉绳
17.第一导向轮
18.第一重物
19.第二环形件
20.第二牵拉绳
21.第二导向轮
22.第二重物
23.加强绳
24.牵拉绳
25.收缩褶皱
26.用于牵拉绳的引导搭环

Claims (11)

1.挤出成型装置(1)，用于制造连续型材(8)，特别是塑料管，所述挤出成型装置依次设置地包括：
用于提供能变形的原材料的熔融装置，
用于限定所述连续型材的形状、特别是用于限定塑料管的直径的定型装置，
用于使所述连续型材的形状、特别是塑料管的直径稳定的真空装置(2)，以及
用于对真空罐进行气密地封闭的水存储容器(4)，所述水存储容器在其输出端上具有漏斗形密封件(6)，所述漏斗形密封件用于密封所述连续型材、特别是塑料管且用于去除所述连续型材、特别是塑料管的润湿，
其中，所述漏斗形密封件(6)包括基本上截锥形的套环(9)，所述套环具有用于所述连续型材的出口(7)，其中，所述出口(7)的直径通过末端密封件的预定的收缩区域(11)的收缩而能够与所述连续型材相匹配。
2.按权利要求1所述的挤出成型装置，其特征在于，所述收缩区域(11)是中空圆柱形的套管，所述套管在下游连接到所述套环(9)的所述出口(7)上。
3.按权利要求2所述的挤出成型装置，其特征在于，所述套管(11)由柔性的材料制成，并且所述套管在其与所述套环(9)连接的末端上具有由硬材料制成的第一环形件(15)以及在所述套管的自由末端上具有第二环形件(19)。
4.按权利要求3所述的挤出成型装置，其特征在于，在所述第二环形件(19)上作用第二切向力(14)，从而所述第二环形件(19)环绕所述套管(11)的对称轴线转动。
5.按权利要求4所述的挤出成型装置，其特征在于，在所述第一环形件(15)上作用第一切向力(13)，所述第一切向力与在所述第二环形件(19)上的第二切向力(14)指向相反，从而所述第一环形件(15)与所述第二环形件(19)相反地环绕所述套管(11)的对称轴线转动。
6.按权利要求5所述的挤出成型装置，其特征在于，所述第一切向力(13)和/或所述第二切向力(14)通过重物产生。
7.按权利要求3至6之一所述的挤出成型装置，其特征在于，在所述第一环形件(15)和第二环形件(19)之间张紧预定数量的加强绳(23)，所述加强绳基本上不能伸长。
8.按权利要求2至7之一所述的挤出成型装置，其特征在于，所述套管(11)预成型成双曲面形的。
9.按权利要求2所述的挤出成型装置，其特征在于，牵拉绳(24)环绕所述收缩区域一圈，其中，在所述牵拉绳的两个末端的至少一个上作用切向力。
10.按权利要求9所述的挤出成型装置，其特征在于，所述收缩区域包括搭环(26)，所述牵拉绳(24)在所述搭环中引导。
11.漏斗形密封件(6)，用于密封连续型材(8)、特别是塑料管且去除连续型材、特别是塑料管的润湿，所述漏斗形密封件(6)包括基本上截锥形的套环(9)，所述套环具有用于所述连续型材的出口(7)，其中，所述出口的直径通过末端密封件的预定的收缩区域(11)的收缩而能够与所述连续型材相匹配。
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