DE102006044643A1

DE102006044643A1 - Vorrichtung zur Unterstützung von Kunststoffprofilen

Info

Publication number: DE102006044643A1
Application number: DE102006044643A
Authority: DE
Inventors: Gordon Bucksch; Reinhard Klose
Original assignee: Inoex GmbH
Current assignee: Inoex GmbH
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2008-04-03

Abstract

Vorrichtung zur Unterstützung von Kunststoffprofilen, insbesondere Rohren, in einer Extrusionslinie mit einer an die Kontur des Kunststoffprofils anpassbaren Stützkontur. Aufgabe der Erfindung ist es, eine weitere derartige Schutzvorrichtung zur Verfügung zu stellen. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die Stützkontur eine Vielzahl von einzelnen, auf das Kunststoffprofil (5) zustellbaren Stützelementen (15) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterstützung von Kunststoffprofilen, insbesondere Rohren, in einer Extrusionslinie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Stützvorrichtung ist aus der DE 10 2004 059 515 B3 bekannt. Diese Vorrichtung besteht aus einem Zylinderabschnitt mit einer an den Querschnitt eines Kunststoffprofils angepassten Aufnahme zur linienförmigen Teilumfassung des Profilumfangs. Diese Aufnahme ist als eine in Umfangsrichtung des Zylinderabschnitts verlaufende Rinne ausgebildet, deren Breite sich von einem Ende zum anderen Ende des Zylinderabschnitts in Anpassung an verschiedene Profilgrößen des Kunststoffprofils konisch vergrößert. Der Zylinderabschnitt ist um eine quer zu der Rinne angeordnete Schwenkachse drehbar gelagert, um die Vorrichtung auf die jeweils produzierte Profilgröße einstellen zu können. Diese aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung ermöglicht eine einfache, stufenlose Anpassung an die in einer Extrusionslinie gefahrenen Profildimensionen bei kontinuierlicher Teilumfassung des Profilumfangs. Des Weiteren ist sie als Ausrüstung für einen Dimensionswechsel bei laufender Produktion geeignet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine weitere gattungsgemäße Stützvorrichtung zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Stützvorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind so genannte Abformkissen bekannt. Diese bestehen aus einer Vielzahl von aus einer Basis hervor ragenden, auf der Fläche der Basis nach einem bestimmten Muster verteilten Stiften, die axial in die Basis hineinschiebbar bzw. aus dieser herausziehbar sind. Die einzelnen Stifte sind so in der Basis gelagert, dass ihre eingestellte axiale Position, z. B. durch Haftreibung, beibehalten wird. Drückt man nun einen Gegenstand in dieses Abformkissen, so weichen die einzelnen Stifte entsprechend der Kontur des Gegenstandes an der jeweiligen Stelle nach unten aus, so dass sich letztendlich die Kontur des Gegenstandes im Abformkissen abbildet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Unterstützung von Kunststoffprofilen arbeitet in umgekehrter Weise, d. h., die einzelnen Stützelemente werden radial auf ein Kunststoffprofil zugestellt, so dass sie dieses letztlich stützen und auch seine Kontur abbilden. Dabei ist es in weiter Ausgestaltung der Erfindung von Vorteil, wenn die Stützelemente im Wesentlichen in einer Reihe quer zur Extrusionsrichtung angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine quasi linienförmige Unterstützung, die für die Unterstützung von Kunststoffprofilen in einer Extrusionslinie ausreichend ist. Dabei ist eine derartige, quasi linienförmige Unterstützung technisch einfacher zu realisieren als eine großflächige Unterstützung, die im vorliegenden Anwendungsfall wegen der erhöhten Reibung zwischen der Stützvorrichtung und der Profiloberfläche auch nicht unbedingt wünschenswert ist.
In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist jedem Stützelement ein Steuerelement zugeordnet, über das der Zustellweg des jeweiligen Stützelements bis an die Kontur des zu stützenden Kunststoffprofils einstellbar ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt in schematischer Weise:
1 eine Seitenansicht einer Rohrextrusionslinie,
2 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Anpassung an drei verschiedene Rohrdurchmesser, wobei auf der linken und rechten Bildhälfte unterschiedliche breite Stützelemente dargestellt sind,
3.1 bis 3.4 Stützelemente mit verschiedenen Kopfausführungen,
4 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform, bei der die Stützelemente zusätzlich seitlich verlagerbar sind,
5 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Ausgleichselement gemäß einer dritten Ausführungsform,
6 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Ausgleichselementen gemäß einer vierten Ausführungsform,
7 einen Ausschnitt einer Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Ausgleichselementen gemäß einer fünften Ausführungsform,
8 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Ausgleichselement und Steuerelementen,
9 eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens zwischen Steuerelement und Stützelement.
Die in 1 dargestellte Extrusionslinie umfasst eine Extrudereinheit 1 mit einem Aufgabetrichter 2, einer aus der Zeichnung nicht ersichtlichen Extruderschnecke und einem Rohrkopf 3. Über den Aufgabetrichter 2 wird ein thermoplastischer Kunststoff 4 in Granulat- oder Pulverform der Extrudereinheit 1 zugeführt. In dieser wird das Granulat bzw. Pulver erwärmt, geknetet und plastifiziert. Anschließend wird der Kunststoff 4 als formbare Masse durch die Extruderschnecke in den Rohrkopf 3 gefördert und dort durch einen ringförmigen Austrittsspalt gedrückt.
Nach dem Austritt aus dem Rohrkopf 3 wird das heiße, noch verformbare Rohr 5 mittels eines am Ende der Extrusionslinie angeordneten Raupenabzugs 6 durch eine Kalibrier- und Kühleinheit 7 gezogen, die einen Vakuumtank 8 mit einer an dessen Eingang angeordneten Kalibrierhülse 9 aufweist. Die Kalibrierhülse 9 ist stufenlos im Durchmesser einstellbar, so dass das extrudierte, noch formbare Rohr 5 auf den gewünschten Durchmesser fixiert werden kann. Nach dem Verlassen der Kalibrier- und Kühleinheit 7 tritt das Rohr 5 in eine Kühlstrecke 10 ein, in der es auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Zwischen der Kühlstrecke 10 und dem Raupenabzug 6 ist ein Ultraschallscanner 11 angeordnet, in dem der Durchmesser und die Wanddicke des extrudierten Rohres 5 erfasst werden. Dem Raupenabzug 6 schließt sich eine Trennsäge 12 an, in der das Rohr 5 abgelängt wird. Zur Aufrechterhaltung eines Unterdrucks in der Kalibrier- und Kühleinheit 7, der Kühlstrecke 10 und dem Ultraschallscanner 11 sind Dichtungen 13 vorgesehen, die das durchlaufende Rohr 5 abdichtend umschließen.
Da das extrudierte Rohr 5 erst nach Verlassen der Kühlstrecke 10 ausgehärtet, d. h. formstabil ist, muss es zuvor abgestützt werden, um ein Durchhängen und damit Deformieren zu vermeiden. Dazu sind in der Kühlstrecke 10 zwei und in der Kalibrier- und Kühleinheit 7 eine Rohrunterstützung 14 vorgesehen, deren Aufbau in Wirkungsweise nachstehend anhand der 2 bis 9, die verschiedene Ausführungsformen zeigen, näher erläutert wird.
Die in 2 gezeigte Rohrunterstützung 14 weist eine Vielzahl von einzelnen Stützelementen 15 auf, die in einer etwa 90 Grad zur Extrusionsrichtung ausgerichteten Reihe angeordnet sind. Die Stützelemente 15 haben jeweils die Form eines Stößels mit kreisrundem Querschnitt und etwa halbkugelförmigen Köpfen 15.1. Diese Form der Köpfe 15.1 wurde gewählt, um eine möglichst geringe Gleitreibung zwischen den Stützelementen 15 und dem extrudierten Rohr 5 zu haben. Die Stützelemente 15 sind in einer Basis 16 axial verschiebbar gelagert und sind dort, wie weiter unten noch beschrieben wird, durch Steuerelemente beaufschlagbar.
In 2 sind zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Rohrunterstützung 14 in der linken und rechten Bildhälfte gezeigt. Diese Ausführungsformen unterscheiden sich dadurch, dass in der linken Bildhälfte die Stützelemente 15 einen größeren Durchmesser haben als die Stützelemente 15 in der rechten Bildhälfte. Bei kleineren Durchmessern können mehr Stützelemente 15 dicht nebeneinander angeordnet werden, als das bei größeren Durchmessern der Fall ist, wie ein Vergleich der beiden Bildhälften von 2 auch klar verdeutlicht. Die größere Anzahl von nebeneinander angeordneten Stützelementen 15 hat den Vorteil, dass die Berührungspunkte der Köpfe 15.1 der Stützelemente 15 auf dem Umfang der zu unterstützenden Rohre 5 dichter beieinander liegen. Bei infinetesimal kleinen Durchmessern der Stützelemente 15 würde dann quasi Linienberührung mit den Rohren 5 vorliegen. Nachteilig an der Anordnung von Stützelementen 15 mit geringem Durchmesser ist allerdings, dass dadurch der apparative Aufwand steigt.
Je nach dem Durchmesser der zu unterstützenden Kunststoffrohre 5 werden die Stützelemente 15 in unterschiedlicher Anzahl und unterschiedlichen Höhen aus der Basis 16 ausgefahren, wie aus 2, die die Unterstützung von drei Rohren mit unterschiedlichen Durchmessern symbolisch zeigt, hervorgeht.
Die 3.1 bis 3.4 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Stützelementen 15. Die Ausführung gemäß 3.1 entspricht der der in 2 gezeigten Stützelemente 15.
Das Stützelement 15 gemäß 3.2 hat ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt und besitzt einen Kopf 15.1, der um eine vertikale Achse 17 drehbar am Körper 15.2 des Stützelementes 15 gelagert ist. Aufgrund der drehbaren Anordnung des Kopfes 15.1 wird die Reibung zwischen dem Stützelement 15 und dem Kunststoffrohr 5 verringert.
In der Ausführungsform gemäß 3.3 besitzt das Stützelement 15 einen um eine sich in Extrusionsrichtung erstreckende, horizontale Achse 18 schwenkbar am Körper 15.2 gelagerten Kopf 15.1, der eine Anlagefläche 15.3 für den Kontakt mit dem Kunststoffrohr 5 aufweist. Die Anlagefläche 15.3 kann zur Verringerung der Reibung mit Teflon beschichtet sein. Bei Kontakt mit dem Kunststoffrohr 5 stellt sich der Kopf 15.1 selbsttätig durch Schwenken um die Achse 18 so ein, dass die Anlagefläche 15.3 etwa tangential am Umfang des Kunststoffrohres 5 anliegt.
Das Stützelement 15 gemaß 3.4 besitzt einen Kopf 15.1 in Form eines Laufrades, das um eine 90 Grad zur Extrusionsrichtung ausgerichtete horizontale Achse 19 drehbar am Körper 15.2 des Stützelementes 15 gelagert ist. Durch die Ausbildung als Laufrad wird ebenfalls die Reibung zwischen Stützelement 15 und Kunststoffrohr 5 verringert. Das Laufrad kann aus einem elastischen Material bestehen oder aber eine Lauffläche aus elastischem Material aufweisen.
Es ist auch möglich, das gesamte Stützelement 15, also nicht nur seinen Kopf 15.1 als Laufrad auszuführen. Diese Möglichkeit ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
Die in 4 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rohrunterstützung 14 unterscheidet sich von der vorstehend erläuterten dadurch, dass die Stützelemente 15 nicht nur in axialer Richtung verstellbar sind, sondern auch so, dass ihr seitlicher Abstand vergrößert oder verringert werden kann. Die in 4 symbolisch eingezeichneten Linien 20 sollen diese seitliche Verschiebbarkeit andeuten. Aus der Darstellung gemäß 4 geht auch hervor, dass die Stützelemente 15 in ihrem Durchmesser innerhalb der Reihe variieren können. In der Ausführungsform gemäß 4 haben die Stützelemente 15 im mittleren Bereich einen kleineren Durchmesser als die Stützelemente 15 im äußeren Bereich. Die Ausführung der Stützelemente 15 im Ausführungsbeispiel gemäß 4 entspricht der Darstellung gemäß 3.1.
Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform sind die Stützelemente 15 mit großem seitlichen Abstand voneinander angeordnet. Um auch hier eine zuverlässige Unterstützung des Kunststoffrohres 5 zu erreichen, ist ein schalenförmiges Ausgleichselement 21 vorgesehen, welches aus einem rückfedernden, elastischen Material besteht und ein- oder mehrlagig ausgeführt sein kann. Die Stützelemente 15 liegen von unten am Ausgleichselement 21 an, welches sich dadurch seinerseits an den Rohrdurchmesser anlegt, wie in 5 dargestellt ist. Das Ausgleichselement 21 ist am mittigen Stützelement 15 über eine Bolzen-Laschen-Verbindung 22 befestigt.
Die in 6 gezeigte Ausführungsform der Rohrunterstützung 14 unterscheidet sich von dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Ausgleichselement 21 als Käfig ausgeführt ist, der aneinander gereihte Rollelemente 23 aus elastischem Material drehbar aufnimmt. Bei dieser Ausführungsform liegt also das Ausgleichselement 21 nicht direkt, also mit Gleitreibung am Kunststoffrohr 5 an, sondern diesen Kontakt übernehmen die Rollelemente 23, so dass Rollreibung mit der Oberfläche des Kunststoffrohres 5 vorliegt.
Die 7 zeigt eine Ausführungsform, bei dem der Kontakt der Rohrunterstützung 14 mit dem Kunststoffrohr 5 ebenfalls wieder über Rollelemente 23 erfolgt. Allerdings sind diese Rollelemente 23 hier nicht in einem Käfig gelagert, sonder sie besitzen aus der Zeichnung nicht ersichtliche axiale Hohlachsen, in die von beiden Seiten Achsstümpfe 24 eingesteckt sind, die über Achsen 25 schwenkbar an den Stützelementen 15 gelagert sind. Der sich beim Ein- und Ausfahren der Stützelemente 15 in Anpassung an verschiedene Rohrdurchmesser verändernde Abstand zwischen den Achsen 25 benachbarter Stützelemente 15 wird dadurch ausgeglichen, dass die Achsstümpfe 24 entsprechend in die Hohlachsen der Rollelemente 23 eintauchen bzw. aus diesen austauchen.
In 8 ist eine Rohrunterstützung 14 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 5 dargestellt, in der die Basis 16 der Vorrichtung mit Steuerelementen 26 gezeigt ist. Jedes Steuerelement 26 besitzt in rinnenförmige Nut 26.1 zur Aufnahme des unteren Endes eines Stützelementes 15, das, wie das obere Ende auch, halbkugelförmig ausgeführt ist. Der Boden der Nut 26.1 ist als Steuerkurve 26.2 ausgeführt. Der Verlauf, also die Funktion der Steuerkurve 26.2 ist an den Einbauort des jeweiligen Stützelements 15 sowie an den zu unterstützenden Rohrdurchmesser angepasst. Die Steuerelemente 26 sind in Extrusionsrichtung vor- und zurückschiebbar, wie durch einen Pfeil 27 in 9 angedeutet ist. Dadurch werden die Steuerelemente 15 ent sprechend angehoben bzw. abgesenkt, was in 9 durch einen Pfeil 28 symbolisch dargestellt ist. Anstelle der vor- und zurückschiebbaren Steuerelemente können auch drehbare Steuerelemente Anwendung finden, bei denen dann die Steuerkurve auf dem Umfang angeordnet ist.

Claims

Vorrichtung zur Unterstützung von Kunststoffprofilen, insbesondere Rohren, in einer Extrusionslinie mit einer an die Kontur des Kunststoffprofils anpassbaren Stützkontur, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkontur eine Vielzahl von einzelnen, auf das Kunststoffprofil (5) zustellbaren Stützelementen (15) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (15) im Wesentlichen in einer Reihe quer zur Extrusionsrichtung angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Stützelement (15) ein Steuerelement (26) für die Steuerung der Zustellbewegung zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der seitliche Abstand zwischen den Stützelementen (15) einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (15) einen Kopf (15.1) mit Gleiteigenschaften aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (15) einen um ihre Längsachse (17) rotierend angeordneten, halbkugelförmigen Kopf (15.1) besitzen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (15) einen neigungsverstellbaren Kopf (15.1) besitzen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (15) einen Kopf (15.1) in Form eines Laufrades aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (15) insgesamt als Laufräder ausgeführt sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (15.1) der Stützelemente (15) aus elastischem Material besteht oder eine Stützoberfläche aus elastischem Material besitzt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stützelementen (15) und dem Kunststoffprofil (5) ein Ausgleichselement (21) angeordnet ist, welches durch Zustellung der Stützelemente (15) an die Kontur des Kunststoffprofils (5) anpassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (21) eine elastische, rückfedernde Schale ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (21) nach Art eines Käfigs ausgeführt ist, in dem Wälzkörper (23) gelagert sind, deren Rolloberflächen an dem Kunststoffprofil (5) stützend anliegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (15) seitliche voneinander beabstandet sind und an ihren oberen Enden schwenkbar gelagert Achsstümpfe (24) aufweisen, die in eine Hohlachse eines jeweils zwischen zwei Stützelementen (15) gelagerten Wälzelements (23) eingesteckt sind, welches auf den Achsstümpfen (24) drehbar gelagert ist und mit seiner Wälzoberfläche an dem Kunststoffprofil (5) anliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzelemente (23) aus elastischem Material bestehen oder eine elastische Laufoberfläche besitzen.