DE102011105446B4 - Seal for an extrusion line with variable strand diameter - Google Patents
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Abstract
Dichtung 10 für eine Extrusionslinie mit variablem Strangdurchmesser, die eine Manschette 20 zum Ummanteln eines extrudierten Stranges 30, eine Haltevorrichtung 40 und wenigstens ein an der Haltevorrichtung 40 befestigtes Federelement 50, wobei das Federelement 50 eine Kraft auf wenigstens einen Außenflächenteilbereich 22 der Manschette 20 so beaufschlagt, dass zumindest ein Innenflächenteilbereich 24 der Manschette 20 am extrudierten Strang 30 anliegt, umfasst.Gasket 10 for a variable strand diameter extrusion line comprising a cuff 20 for wrapping an extruded strand 30, a retainer 40, and at least one spring element 50 secured to the fixture 40, wherein the spring element 50 urges a force on at least one outer surface portion 22 of the cuff 20 in that at least one inner surface portion 24 of the cuff 20 abuts the extruded strand 30.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung für eine Extrusionslinie mit variablem Strangdurchmesser zur Abdichtung einer Öffnung eines teilweise mit Fluid gefüllten Behältnisses. Dabei kann das Behältnis zum Beispiel ein mit Wasser gefüllter Vorlagebehälter oder ein Sprühtank sein, an dem die Dichtung angeordnet ist. In der Extrusionslinie durchläuft ein extrudierter Strang den Vorlagebehälter bzw. den Sprühtank, wobei die Dichtung so gestaltet ist, dass der extrudierte Strang durch die Dichtung hindurch tritt. Die Dichtung kann auch dazu dienen, den Strang z. B. vor einem Beschriftungsgerät zu trocknen.The present invention relates to a seal for a variable strand diameter extrusion line for sealing an opening of a partially fluid filled container. In this case, the container, for example, be a water-filled storage tank or a spray tank on which the seal is arranged. In the extrusion line, an extruded strand passes through the feed tank or spray tank, the seal being designed so that the extruded strand passes through the seal. The seal can also serve the strand z. B. to dry in front of a label maker.
Derartige Dichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der
Jedoch können bei Dimensionswechseln von der größten bis zur kleinsten Dimension Leckagen auftreten. Durch den Betrieb bei großen Dimensionen wird das Material der trichterförmigen Manschette unter Umständen plastisch verformt. Der anschließende Wechsel auf kleinere Dimensionen kann dadurch zu Undichtigkeiten führen. Durch das Austreten von Wasser kann somit ein störungsfreier Betrieb der Extrusionslinie nicht gewährleistet werden. Darüber hinaus kann die Oberflächenqualität des extrudierten Stranges durch Stick-Slip-Effekte beeinträchtigt werden, wenn die Manschette zu eng am Strang anliegt.However, leaks can occur in dimensional changes from the largest to the smallest dimension. By operating at large dimensions, the material of the funnel-shaped sleeve may be plastically deformed. The subsequent change to smaller dimensions can lead to leaks. By the leakage of water thus a trouble-free operation of the extrusion line can not be guaranteed. In addition, the surface quality of the extruded strand can be affected by stick-slip effects, if the cuff is too close to the strand.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Dichtung für ein Behältnis in einer Extrusionslinie bereitzustellen, die auch bei einem Dimensionswechsel eines extrudierten, durch die Dichtung geführten Stranges das Behältnis stets optimal abdichtet und einen Flüssigkeitsaustritt aus dem Behälter verhindert.The object of the invention is therefore to provide a seal for a container in an extrusion line, which always optimally seals the container and prevents liquid leakage from the container even with a dimensional change of an extruded, guided through the seal strand the container.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Dichtung für eine Extrusionslinie mit variablem Strangdurchmesser gelöst, wobei die Dichtung eine Manschette zum Ummanteln eines extrudierten Stranges, eine Haltevorrichtung und wenigstens ein an der Haltevorrichtung befestigtes Federelement umfasst, wobei das Federelement eine Kraft auf wenigstens einen Außenflächenteilbereich der Manschette so beaufschlagt, dass zumindest ein Innenflächenteilbereich der Manschette am extrudierten Strang anliegt.According to the invention, this object is achieved by a seal for an extrusion line with a variable strand diameter, wherein the seal comprises a sleeve for covering an extruded strand, a holding device and at least one spring element fastened to the holding device, the spring element exerting a force on at least one outer surface partial region of the sleeve urges that at least an inner surface portion of the sleeve rests against the extruded strand.
Somit erlaubt es die erfindungsgemäße Dichtung, einen Flüssigkeitsaustritt aus dem Behälter zu verhindern, indem der am extrudierten Strang anliegende Innenflächenteilbereich der Manschette aufgrund der durch das Federelement beaufschlagten Kraft so anliegt, dass keine Flüssigkeit zwischen Strang und Manschette austreten kann. Beim Fördern des extrudierten Stranges verhindert die so entstehende Abstreifwirkung der Dichtung auch eine Benetzung des Rohres nach Austritt aus der Dichtung. Weiterhin kann die Dichtung durch das Federelement die Kraft so beaufschlagen, dass bei Dimensionswechseln des extrudierten Stranges die Abstreif- bzw. die Dichtwirkung der Dichtung erhalten bleibt.Thus, the seal according to the invention makes it possible to prevent the liquid from escaping from the container by virtue of the inner part of the sleeve resting against the extruded strand, due to the force applied by the spring element, so that no liquid can escape between the strand and the sleeve. When conveying the extruded strand, the resulting wiping action of the seal also prevents wetting of the tube after it leaves the seal. Furthermore, the seal can act by the spring element, the force so that the stripping or sealing effect of the seal is maintained in dimensional changes of the extruded strand.
Grundsätzlich ist in einer einfachen Ausführungsform vorstellbar, dass die Dichtung nur ein Federelement umfasst. Um eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung der Kraft auf die Manschette zu ermöglichen, ist in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung vorgesehen, dass die die Dichtung zwei oder mehr Federelemente umfasst, die eine gleichmäßigere Kraftverteilung ermöglichen. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Federelemente die Kräfte mit Bezug auf den Strang rotations- oder radialsymmetrisch auf zwei oder bevorzugt mehrere Außenflächenteilbereiche beaufschlagen.In principle, in a simple embodiment, it is conceivable that the seal comprises only one spring element. In order to allow the most uniform possible application of the force to the sleeve, it is provided in a preferred embodiment of the seal according to the invention that the seal comprises two or more spring elements, which allow a more uniform distribution of force. Preferably, it is provided that the spring elements the forces with respect to the strand rotationally or radially symmetrically act on two or preferably several outer surface sub-areas.
Vorteilhafterweise ist die Haltevorrichtung ringförmig, insbesondere vieleckig oder kreisförmig, ausgebildet. Dabei ist zweckmäßiger Weise vorgesehen, dass der Durchmesser der Haltevorrichtung mindestens das 1,5fache, vorzugsweise jedoch das 4fache, des Strangdurchmessers beträgt. Wenn die Gesamtlänge der Federelemente etwa dem Durchmesser der Haltevorrichtung entspricht, kann auf diese Weise der Änderungsweg der Federelemente im Verhältnis zu deren Gesamtlänge klein gehalten werden, wenn sich die Dimension des Stranges ändert. Somit kann für jede Dimension des extrudierten Stranges eine Anpresskraft durch die Federelemente bereitgestellt werden, die auch nach Änderungen der Dimension des extrudierten Stranges weitgehend konstant ist. In alternativen Ausführungen ist es auch vorstellbar, dass die Haltevorrichtung keinen geschlossenen Umfang bildet, möglicherweise sogar nur einzelne Befestigungspunkte für die Federelemente bereitstellt.Advantageously, the holding device is annular, in particular polygonal or circular, formed. It is expedient manner provided that the diameter of the holding device is at least 1.5 times, but preferably 4 times, the strand diameter. If the total length of the spring elements corresponds approximately to the diameter of the holding device, in this way the change of the spring elements in relation to their overall length can be kept small, if the dimension of the strand changes. Thus, a pressing force can be provided by the spring elements for each dimension of the extruded strand, which is largely constant even after changes in the dimension of the extruded strand. In alternative versions it is also conceivable that the holding device does not form a closed circumference, possibly even provides only individual attachment points for the spring elements.
Vorteilhafterweise beaufschlagen die Federelemente die Kräfte so auf die Außenflächenteilbereiche der Manschette, dass der extrudierte Strang beim Fördern in Extrusionsrichtung an den Innenflächenteilbereichen der Manschette gleitet. Durch das Einstellen der Kräfte kann dabei ein sogenanntes Rattern beim Fördern des extrudierten Stranges vermieden werden, das auf Stick-Slip-Effekten zwischen Strang und Manschette beruht.Advantageously, the spring elements act on the forces on the outer surface portions of the sleeve in such a way that the extruded strand slides in the direction of extrusion in the direction of extrusion of the inner surface portions of the sleeve. By adjusting the forces while a so-called rattling when conveying the extruded strand can be avoided, which is based on stick-slip effects between strand and cuff.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung ist diese an einem Wasserbehälter der Extrusionslinie angeordnet, der als Vorlagebehälter dient und den der extrudierte Strang durchläuft. Das Wasser kann dabei zum Abdichten eines Vakuumbehälters oder zum Abkühlen des extrudierten Stranges dienen. Bei dem Vakuumbehälter dient das Wasser im Vorlagebehälter dazu, die Leckage einer variablen Endabdichtung an dem Vakuumbehälter zu minimieren, da das Leckagevolumen eines Fluids wie Wasser geringer als das von Luft ist. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Dichtung auch an einem Sprühtank der Extrusionslinie angeordnet sein, den der extrudierte Strang durchläuft.In a particularly preferred embodiment of the seal according to the invention, this is arranged on a water tank of the extrusion line, which serves as a feed container and which passes through the extruded strand. The water can serve to seal a vacuum container or to cool the extruded strand. In the vacuum container, the water in the receiver tank serves to minimize the leakage of a variable end seal on the vacuum container because the leakage volume of a fluid such as water is lower than that of air. Furthermore, the seal according to the invention can also be arranged on a spray tank of the extrusion line through which the extruded strand passes.
Bei der erfindungsgemäßen Dichtung ist vorgesehen, dass die Manschette trichterförmig gebildet ist. Dabei kann sie zweckmäßiger Weise aus einem elastischen und/oder wasserbeständigem Material gebildet sein. Darüber hinaus ist vorstellbar, dass die Manschette zumindest teilweise aus einem trichterförmigen elastischen Material besteht und darüber hinaus zum Beispiel mit einem elastischen Textil als Bündchen gefüttert sein kann, um eine gute Abdichtung und/oder ein gutes Gleiten des Stranges beim Extrudieren zu erreichen.In the seal according to the invention it is provided that the sleeve is funnel-shaped. In this case, it may be expediently formed from an elastic and / or water-resistant material. In addition, it is conceivable that the sleeve is at least partially made of a funnel-shaped elastic material and, moreover, for example, may be lined with an elastic textile as a cuff in order to achieve a good seal and / or a good sliding of the strand during extrusion.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung ist zweckmäßiger Weise vorgesehen, dass das Federelement ein elastisches Seil ist, das an mindestens zwei Abschnitten an der Haltevorrichtung fixiert ist und wobei wenigstens ein zwischen den Abschnitten angeordneter vorgespannter Teilbereich des Seiles die Kraft auf den Außenflächenteilbereich der Manschette beaufschlagt. Um eine gleichmäßige Kraftverteilung zu erreichen, ist vorstellbar, dass mehrere Seile in gleichmäßigen Abständen an der Haltevorrichtung fixiert sind, wobei die vorgespannten Teilbereiche der Seile gleichmäßig und möglichst symmetrisch an den Außenflächenteilbereichen der Manschette anliegen. Um die Seile an vorherbestimmten Positionen um die Manschette zu führen und um diese Position zu halten, ist zweckmäßiger Weise vorgesehen, dass die Seile durch Schlaufen, die an der Manschette angeordnet sind, geführt sind. Darüber hinaus ist auch vorstellbar, dass ein Seil nicht nur an der Manschette anliegt, sondern vollständig einmal oder mehrfach um die Manschette gewunden bzw. gewickelt ist. Somit kann in einer besonders einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung ein Seil einmal um die Manschette gewickelt sein, so dass der Winkel des Seiles zwischen den beiden an der Haltevorrichtung fixierten Abschnitten etwa 180° beträgt.In a particularly preferred embodiment of the seal according to the invention it is expediently provided that the spring element is an elastic cable which is fixed to at least two sections on the holding device and wherein at least one pretensioned portion of the cable arranged between the sections exerts the force on the outer surface section of the sleeve applied. In order to achieve a uniform force distribution, it is conceivable that a plurality of cables are fixed at regular intervals on the holding device, wherein the prestressed portions of the cables rest evenly and as symmetrically as possible on the outer surface portions of the sleeve. In order to guide the ropes around the cuff at predetermined positions and to hold this position, it is expedient for the ropes to be guided by loops arranged on the cuff. In addition, it is also conceivable that a rope not only rests against the cuff, but is wound or wound completely once or several times around the cuff. Thus, in a particularly simple embodiment of the seal according to the invention, a cable may once be wound around the sleeve so that the angle of the cable between the two sections fixed to the holding device is approximately 180 °.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung ist der Seilwinkel, den die zwei an der Haltevorrichtung fixierten Abschnitte beim Anliegen an der Manschette bilden, kleiner als 180°. Je kleiner dieser Winkel ist, umso größer wird der Außenflächenteilbereich der Manschette, an dem eines der Seile an der Manschette anliegt. Somit kann die Dichtwirkung variiert bzw. optimiert werden.In a particularly preferred embodiment of the seal according to the invention, the cable angle formed by the two sections fixed to the holding device when they rest against the cuff is less than 180 °. The smaller this angle, the larger becomes the outer surface portion of the cuff where one of the cords rests against the cuff. Thus, the sealing effect can be varied or optimized.
Vortellhafterweise umfasst die Haltevorrichtung wenigstens eine Vorspannvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, ein Seil zu spannen und/oder den Seilwinkel einzustellen. Je stärker das Seil gespannt ist, umso größer wird die auf den Außenflächenteilbereich der Manschette beaufschlagte Kraft. Gleichzeitig kann mit Einstellen des Seilwinkels die Größe des Außenflächenteilbereichs der Manschette variiert werden, um eine optimale Dichtwirkung zu erzielen.Vortellhafterweise the holding device comprises at least one biasing device which is adapted to tension a rope and / or adjust the rope angle. The stronger the rope is stretched, the greater the force applied to the outer surface portion of the cuff. At the same time, as the rope angle is adjusted, the size of the outer surface portion of the cuff can be varied to achieve an optimum sealing effect.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung beträgt die Seillänge mindestens das 1,5fache, vorzugsweise jedoch das 4fache, des Strangdurchmessers. Auf diese Weise kann der Änderungsweg der Federelemente im Verhältnis zu deren Gesamtlänge klein gehalten werden, wenn sich die Dimension des Stranges ändert. Somit kann für jede Dimension des extrudierten Stranges eine Anpresskraft durch die Federelemente bereitgestellt werden, die auch nach Änderungen der Dimension des extrudierten Stranges weitgehend konstant ist.In a particularly preferred embodiment of the seal according to the invention, the rope length is at least 1.5 times, but preferably 4 times, the strand diameter. In this way, the change path of the spring elements relative to their overall length can be kept small as the dimension of the strand changes. Thus, a pressing force can be provided by the spring elements for each dimension of the extruded strand, which is largely constant even after changes in the dimension of the extruded strand.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung ist vorgesehen, dass sie Teil einer Extrusionsvorrichtung zum Herstellen eines extrudierten Kunststoffstranges, insbesondere eines Rohres, ist. Dabei kann die Extrusionsvorrichtung eine erfindungsgemäße oder mehrere erfindungsgemäße Dichtungen umfassen.In a particularly preferred embodiment of the seal according to the invention it is provided that it is part of an extrusion device for producing an extruded plastic strand, in particular a tube. In this case, the extrusion device may comprise one or more seals according to the invention.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert werden. Es zeigt:Preferred embodiments of the device according to the invention will be explained below with reference to the figures. It shows:
Der Gesamtaufbau einer erfindungsgemäßen Dichtung
Zur besseren Darstellung ist der Verlauf eines einzelnen Seiles
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können sich (benachbarte) Seile
Wie in den
Bei einer Änderung des Rohrdurchmessers wird aufgrund des Anliegens der vorgespannten und elastischen Seile
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend rein beispielhaft präsentierten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Abwandlungen im Rahmen der beigefügten Ansprüche möglich. Dabei ist zunächst zu betonen, dass die genaue Dimensionierung von Rohrdurchmesser, Seillänge und Durchmesser der Haltevorrichtung
Gemäß weiterer Ausführungsformen wird die Anzahl der Seile
Darüber hinaus können die Seile
Vorstellbar ist jedoch auch, dass nur ein einziges Seil mehrfach an der Manschette
Darüber hinaus könnte die Dichtung
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