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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterstützung von Kunststoffprofilen, insbesondere von Rohren, in einer Extrusionlinie gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der
DE 10 2006 044 643 A1 bekannt. Diese Vorrichtung weist eine Stützkontur mit einer Vielzahl von einzelnen auf das Kunststoffprofil zu- und von diesem wegbewegbaren Stützelementen auf, wobei in einer Ausführungsform eine elastisch rückfedernde Schale zwischen den Stützelementen und dem Kunststoffprofil vorgesehen ist. Die Stützelemente sind quer zur Extrusionsrichtung angeordnet und in einer Basis axial verschiebbar gelagert. Alle Stützelemente sind parallel zueinander ausgerichtet, d. h. die Längsachsen aller Stützelemente liegen parallel zueinander. Die Stützelemente sind aus der Basis heraus nach oben oder nach unten verfahrbar. Wenn die Stützelemente nach oben verfahren werden, wird die Schale in Richtung auf das Kunststoffprofil verbogen und wenn die Stützelemente nach unten verfahren werden, kann die Schale in eine Ausgangslage zurückfedern. Mittels geeigneter Steuerelemente können die Stützelemente bis an die Kontur des zu stützenden Kunststoffprofils herangefahren werden. Auf diese Weise können unterschiedliche Kunststoffprofile, insbesondere Kunststoffrohre mit unterschiedlichem Durchmesser, unterstützt werden.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weitere gattungsgemäße Stützvorrichtung zur Verfügung zu stellen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen finden sich in den Unteransprüchen.
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Dadurch dass an den Stützelementen ein das Kunststoffprofil teilweise umgebendes Band vorgesehen ist und die Stützelemente in einem das Kunststoffprofil umgebenden Rahmen angeordnet und diesem gegenüber bewegbar sind, wobei sich die Längsachsen von zumindest einem Teil der Stützelemente auf einer parallel zur Extrusionsrichtung liegenden Achse schneiden, d. h. eine Anzahl von Stützelementen also im wesentlichen in radialer Richtung ausgerichtet sind, ist eine gleichmäßige Unterstützung des Kunststoffprofils mittels des Bandes in Umfangsrichtung gewährleistet, da die von diesen Stützelementen über das Band auf das Kunststoffprofil ausgeübte Kraft im wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche des Kunststoffprofils wirken kann. Dies gilt insbesondere für Rohre oder sonstige Kunststoffprofile mit einem zylindrischen Querschnitt, wobei die parallel zur Extrusionsrichtung liegende Achse dann vorzugsweise der Längs- bzw. Zylindersymmetrieachse des Rohres entspricht. Der Schnittpunkt der Längsachsen der Stützelemente kann hierbei vorzugsweise auf der Zylindersymmetrieachse des Rohres oder des Kunststoffprofils mit zylindrischem Querschnitt liegen. Gegebenenfalls können zusätzlich noch weitere Stützelemente vorgesehen werden, die nicht in radialer Richtung ausgerichtet sind. Insbesondere bei der Verwendung mehrerer radial um das Kunststoffprofil angeordneter und dieses zusammen mit dem Band in Umfangsrichtung teilweise umgebenden Stützelementen kann eine gute Unterstützungswirkung erzielt werden. In vorteilhafter Ausgestaltung sind alle Stützelemente in einer Ebene senkrecht zur Extrusionsrichtung angeordnet. Die Längs- bzw. Symmetrieachsen aller Stützelemente liegen somit in einer Ebene senkrecht zur Extrusionsrichtung bzw. senkrecht zur Zylindersymmetrieachse des Rohres. Als Band ist vorliegend ein flexibles, insbesondere orthogonal zu seiner Längsachse forminstabiles bzw. elastisches Bauteil zu verstehen; dieses flexible Bauteil bzw. das Band kann sich problemlos an die Außenwand des Kunststoffprofils, insbesondere des Rohres, anlegen. Mittels der Stützelemente wird das Band in Umfangsrichtung zu einem Kreisbogen mit einem auf das Rohr passenden Durchmesser geformt und in dieser Form gehalten. Im Unterschied zu einzelnen Lamellen oder einzelnen Stützköpfen wie beim eingangs genannten Stand der Technik ergibt sich mit dem Band eine in Umfangsrichtung durchgehend verlaufende Kontaktfläche zwischen der Unterstützungseinrichtung und dem zu unterstützenden Rohr.
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In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Band ein sich längs des Bandes erstreckendes Aufnahmeprofil aufweist und die Stützelemente einen passend zu diesem Aufnahmeprofil geformten Kopf aufweisen, so dass der Kopf des jeweiligen Stützelements in Eingriff mit dem Aufnahmeprofil gebracht werden kann. Das Band kann somit in einfacher Weise an den Stützelementen befestigt werden. Es braucht nur auf die Köpfe an den Stützelementen eingefädelt oder eingeklipst zu werden. Das Aufnahmeprofil kann als eine Nut mit einem T-förmigen oder einem O-förmigen Querschnitt ausgebildet sein und der Kopf der Stützelemente passend dazu entsprechend T-förmig gestaltet sein oder die Form einer Kugel aufweisen. Ebenso kann aber auch das Band ein in Richtung der Stützelemente abstehendes im Querschnitt T-förmiges Profil aufweisen und der Kopf der Stützelemente eine passende T-nutenförmige Ausnehmung zur Umgreifung dieses Profils besitzen. Das Aufnahmeprofil des Bandes gewährleistet ein Gleiten des Bandes relativ zu den Köpfen der Stützelemente in Umfangsrichtung, wenn sich beispielsweise der Durchmesser eines Kunststoffrohres verändert. Das Band kann an einem der Stützelemente in Umfangsrichtung fixiert sein, beispielsweise an dem untersten oder mittleren Stützelement, damit das Band in Umfangsrichtung des Kunststoffprofils nicht verrutschen kann.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Rahmen, in dem die Stützelemente gleitgeführt sind, von einem Stellring umgeben ist, der in Umfangsrichtung gegenüber dem Rahmen bewegbar ist und mit dem die Stützelemente durch Drehung des Stellrings simultan auf das Kunststoffprofil zu- und von diesem wegbewegt werden können. In einer ersten Ausführungsform können in dem Stellring spiralförmige Langlöcher vorgesehen sein, d. h. Langlöcher, die gegenüber der Umfangsrichtung geneigt verlaufen. Darin sind Mitnehmerstifte gleitend angeordnet, die mit den Stützelementen verbunden sind. Bei Drehung des Stellrings bewirken die Langlöcher eine Verstellung der radialen Position der Mitnehmerstifte und damit eine radiale Verstellung der Stützelemente in dem Rahmen. In einer weiteren Ausführungsform sind die Stützelemente jeweils mittels einer Stange mit dem Stellring verbunden, wobei die Stange mit ihrem einen Ende gelenkig mit dem Stützelement und mit ihrem gegenüberliegenden Ende gelenkig mit dem Stellring verbunden ist. Bei Drehung des Stellrings wird der Anlenkpunkt der Stange an dem Stellring zu dem Stützelement hin- oder von diesem wegbewegt, je nach Drehrichtung, und infolgedessen wird der Anlenkpunkt der Stange an dem Stützelement, und damit das Stützelement selbst, in radialer Richtung nach innen oder nach außen bewegt.
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Die Länge des Bandes und der Anteil des Umfangs des Kunststoffprofils, das unterstützt werden soll, richtet sich nach den jeweiligen Anforderungen. Wenn das Kunststoffprofil noch relativ welch und plastisch ist, empfiehlt sich eine Unterstützung über die Hälfte oder mehr des Umfangs. Wenn das Kunststoffprofil hingegen schon weitgehend verfestigt ist, genügt eine kleine Anzahl von Stützelementen und ein relativ kurzes Band, zum Beispiel für eine Unterstützung nur für ein Drittel oder ein Viertel des Umfangs des Kunststoffprofils.
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Die Erfindung eignet sich besonders für Extrusionslinien mit einer stufenlosen Anpassung oder Einstellung der Profildimensionen, insbesondere für Extrusionslinien für die Rohrextrusion mit stufenlos einstellbarem Rohrdurchmesser. Derartige Extrusionslinien sind für sich genommen aus dem Stand der Technik bekannt.
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Die vorliegende Erfindung bietet mehrere Vorteile in einem, nämlich:
- – geringe Flächenpressung mit entsprechend reduziertem Verschleiß des Unterstützungsbandes und weniger Marken auf der Oberfläche des Kunststoffprofils,
- – gute Zugänglichkeit der Oberfläche des Kunststoffprofils zur Kühlung,
- – gute seitliche Stützwirkung an dem Kunststoffprofil.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. die erfindungsgemäße Unterstützungseinrichtung kann in einem Vakuumtank einer Kalibriereinrichtung und/oder in einer nachgeordneten Kühlstrecke zur Unterstützung des extrudierten Kunststoffprofils eingesetzt werden. In einer Extrusionslinie können je nach Bedarf eine oder mehrere der erfindungsgemäßen Unterstützungseinrichtungen vorgesehen werden.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 Querschnitt einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Unterstützungseinrichtung;
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2 vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z;
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3 Schnitt A-A von 2;
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4 zwei Varianten an Verstellmöglichkeiten für Stützelemente;
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5 Einzelheit Z einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Unterstützungseinrichtung;
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6 Schnitt A-A von 5.
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Gemäß der 1 wird ein extrudiertes Rohr 1 durch einen kreisringförmigen Rahmen 2 geführt, dessen Durchmesser sich nach den in der Extrusionslinie einstellbaren Rohrdurchmessern richtet. In dem Rahmen 2 sind über den Umfang verteilt Führungsbohrungen 4 vorgesehen, durch die Stützelemente 3 gleitend hindurchgeführt sind und in denen die Sützelemente 3 gleitend vor, d. h. auf das Rohr 1 zu und von diesem wegbewegt, d. h. zurückbewegt, werden können. Die Stützelemente 3 weisen an ihrem dem Rohr 1 zugewandten Ende einen kugelförmigen Kopf 5 auf, auf den ein elastisches Band 6 mit einem passenden Aufnahmeprofil 11 eingeklipst oder eingefädelt werden kann. Im vorliegenden Beispiel ist der Querschnitt des Aufnahmeprofils 11 in etwa kreis- oder O-förmig (siehe insbesondere 2 und 3), so dass der kugelförmige Kopf 5 einerseits gerade in das Aufnahmeprofil hineinpaßt, andererseits aber auch eine Relativbewegung von diesem Kopf 5 in dem Aufnahmeprofil 11 längs des Aufnahmeprofils 11 bzw. längs des Bandes 6 möglich ist. Anstelle des hier dargestellten kreis- bzw. O-förmigen Querschnitts können auch andere Ausführungsformen von Aufnahmeprofilen 11 vorgesehen werden. Beispielsweise könnte das Aufnahmeprofil 11 auch T-nutenförmig sein und der Kopf 5 passend dazu einen T-förmigen Kopf aufweisen.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann das Aufnahmeprofil 11 des Bandes 6 auch als in Richtung der Stützelement 3 abstehendes Profil ausgebildet sein und der Kopf bzw. das Kopfstück des jeweiligen Stützelements eine auf dieses Profil passende Ausnehmung aufweisen, wie dies in den 5 und 6 dargestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Band 6 ein in Richtung der Stützelemente 3 weisendes Profil 11 mit T-förmigem Querschnitt auf und in dem Kopf 5 des Stützelements 3 ist eine hierzu passende T-förmige Ausnehmung vorgesehen. Weitere Ausführungsformen sind ebenfalls denkbar und dem Fachmann geläufig.
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In der 1 liegt das Rohr 1 zur Hälfte seines Umfangs auf dem Band 6 auf und wird somit sowohl von unten als auch seitlich unterstützt, so dass es nicht zu einem Absacken des Rohres 1 und damit einer Abweichung vom kreisförmigen Querschnitt kommen kann. Die Anzahl der um das Rohr 1 herum anzuordnenden Stützelemente hängt von der Festigkeit des Rohres 1 ab. Im Vakuumkalibriertank der Extrusionslinie, wo das Rohr 1 noch vergleichsweise plastisch ist, ist eine Unterstützung um die Hälfte oder mehr des Umfangs des Rohres 1 sinnvoll, wohingegen in einem nachgeordneten Kühlbad eine Unterstützung von weniger als der Hälfte des Umfangs, beispielsweise nur zu einem Drittel oder nur zu einem Viertel, ausreichend sein kann.
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Zur Anpassung an den Durchmesser des extrudierten Rohres können die Stützelemente in dem Rahmen 2 mittels eines Stellrings 7 simultan auf das Rohr 1 zu und von diesem wegbewegt werden. Hierzu weist der Stellring 7 spiralförmige Langlöcher 8 auf, in denen Mitnehmerstifte 9 gleiten können. Die Stützelemente 3 sind mit ihrem dem Kopf 5 gegenüberliegenden Ende mit den Mitnehmerstiften 9 verbunden. Durch Drehung des Stellrings 7 werden die Mitnehmerstifte 9 und damit die Stützelemente 3 in radialer Richtung vor- und zurückbewegt, je nach Drehrichtung des Stellrings 7. Bei dieser Bewegung kann sich das Band 6 mit seinem Aufnahmeprofil 11 auf den Köpfen 5 der Stützelemente mitbewegen. Lediglich an einer Stelle ist das Band fest mit einem Stützelement 3 verbunden. Beispielsweise kann das Band fest auf dem mittleren bzw. untersten Stützelement befestigt sein; in der 1 ist dies das Stützelement 3 aus der Einzelheit Z. Auf diese Weise kann mittels des Stellrings 7 die Lage des Bandes 6 in einfacher Weise an den Durchmesser des extrudierten Rohres 1 angepaßt werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Rahmen 2 von dem Stellring 7 umgeben. In Abwandlung hierzu kann der Stellring 7 aber auch innerhalb des Rahmens 2 liegen.
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Bei einem Verschleiß oder bei einer Beschädigung des Bandes 6 kann dieses einfach und schnell gewechselt werden, indem das alte Band ausgeklipst oder ausgefädelt wird und das neue Band auf die Köpfe der Stützelemente eingeklipst oder eingefädelt wird.
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In der 4 ist neben der oben beschriebenen Ausführungsform des Stellrings 7 mit den spiralförmigen Langlöchern 8 im unteren Bereich der 4 eine Variante mit einer gelenkigen Verbindung gezeigt. Zwischen dem hinteren Ende des Stützelements 3 und dem Stellring 7 ist eine Stange 10 vorgesehen, die mit ihrem einen Ende gelenkig mit dem Stützelement 3 und mit ihrem anderen Ende gelenkig mit dem Stellring 7 verbunden ist. Bei Drehung des Stellrings 7 wird die Position des Anlenkpunkts A1 in Umfangsrichtung verändert, wobei gleichzeitig die Position des Anlenkpunkts A2 in radialer Richtung verschoben wird und das Stützelement 3 je nach Drehrichtung in radialer Richtung auf das Rohr 1 zu- oder von diesem zurückbewegt wird.
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Die vorliegende Erfindung eignet sich in besonderer Weise für die Unterstützung von extrudierten Rohren. Gleichwohl kann die Erfindung aber auch zur Unterstützung anderer Kunststoffprofile mit zylindrischem Querschnitt vorgesehen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rohr
- 2
- Rahmen
- 3
- Stützelement
- 4
- Führungen
- 5
- Kopf
- 6
- Band
- 7
- Stellring
- 8
- Langloch
- 9
- Mitnehmerstift
- 10
- Stange
- 11
- Aufnahmeprofil
- A1
- Anlenkpunkt am Stellring
- A2
- Anlenkpunkt am Stützelement
