DE10318137B3

DE10318137B3 - Stufenlos einstellbare Kalibrierhülse für extrudierte Kunststoffstränge, insbesondere Kunststoffrohre

Info

Publication number: DE10318137B3
Application number: DE10318137A
Authority: DE
Inventors: Jörg Dr. Schmuhl; Torsten Schulze
Original assignee: Inoex GmbH
Current assignee: INOEX GMBH INNOVATIONEN UND AUSRUESTUNGEN FUER, DE
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-04-18
Also published as: EP1620248B1; WO2004091891A1; CA2522003C; DK1620248T3; DE502004004034D1; US7223089B2; AU2004230238B2; CN100522560C; AU2004230238A1; ATE363980T1; EP1620248A1; AU2004230238B8; CN1798645A; CA2522003A1; US20060051447A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine stufenlos einstellbare Kalibrierhülse, die aus einem von sich nach Art eines ausziehbaren zu einer Hülse geformten Scherengitters kreuzenden und gelenkig miteinander verbundenen Bändern (6, 10) gebildeten Mittelstück (1) besteht. Vorzugsweise sind die Enden der Bänder (6) beweglich an ringförmigen Köpfen (2, 3) angeschlossen. Durch axiale Veränderung des Abstandes der ringförmigen Köpfe (2, 3) kann der für die Kalibrierung maßgebliche Innendurchmesser des in jeder Axialstellung im Querschnitt kreisförmigen Mittelstückes (1) verändert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine stufenlos einstellbare Kalibrierhülse für extrudierte Kunststoffstränge, insbesondere Kunststoffrohre, mit einem ausziehbaren Mittelstück, das von einem Satz am Kunststoffstrang anliegender und schräg zur Achse der Kalibrierhülse verlaufender, flexibler Bänder gebildet wird und dessen Bänder in ihrem gegenseitigen Abstand einstellbar sind.

In Extrudieranlagen für Kunststoffstränge, insbesondere Kunststoffrohre, ist in Produktionsrichtung hinter dem Extruder mit seinem Extrudierwerkzeug eine Kühlstrecke aus mehreren Kühlkammern angeordnet. Der Eingang der ersten, unter Unterdruck stehenden Kühlkammer wird von einer Kalibrierhülse gebildet, in der der Kunststoffstrang in seinen Außenmaßen auf Sollmaß kalibriert wird. Der aus dem Extrudierwerkzeug in warmem und damit noch verformbarem Zustand mit Übermaß kommende Kunststoffstrang wird in der Kalibrierhülse auf das Sollmaß reduziert. Dies geschieht dadurch, daß der Unterdruck in der Kühlkammer den Strang, insbesondere das Kunststoffrohr, über in der Kalibrierhülse vorgesehene Durchbrüche an die Innenwand der Kalibrierhülse zieht.

Um in ein und derselben Extrudieranlage Kunststoffstränge mit unterschiedlichen Außenmaßen, insbesondere Außendurchmesser produzieren zu können, ist es bekannt, entweder die Kalibrierhülse auszuwechseln oder eine Kalibrierhülse einzusetzen, deren Durchmesser stufenlos einstellbar ist. Mit den meisten bekannten stufenlos einstellbaren Kalibrierhülsen lassen sich jedoch keine kreisförmigen Querschnitte erzielen, weil sich die Kalibrierhülse aus Segmenten zusammensetzt. Darüber hinaus ist der Stellbereich solcher Kalibrierhülsen verhältnismäßig klein ( DE 198 43 340 A1 , DE 200 00 872 U1 , DE 200 23 052 U1 , EP 11 57 805 A1 ).

Mit einer anderen bekannten, stufenlos einstellbaren Kalibrierhülse ( DE 44 08 064 C1 ) ist ein absolut kreisförmiger Querschnitt des extrudierten Stranges erreichbar. Bei dieser Kalibrierhülse besteht das Mittelstück aus in Form eines zweigängigen Gewindes mit großer Steigung gewickelten Bändern. Durch Verdrehen der beiden Enden dieses Mittelstückes gegeneinander läßt sich dessen Innendurchmesser nur in engen Grenzen verändern. Gegen seitliches Ausweichen sind die Windungen des Bandes durch parallel zur Kalibrierhülse angeordnete Stützschienen gesichert, die vorzugsweise in Umfangsrichtung der Kalibrierhülse flexibel ausgebildet sind. Solche Stützschienen schränken den Stellweg der Kalibrierhülse ein. Nachteilig ist ferner, daß die Kalibrierhülse keine hohe Eigensteifigkeit hat, weshalb unbedingt die endseitigen ringförmigen Köpfe über mehrere Stützrohre miteinander verbunden sein müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine stufenlos einstellbare Kalibrierhülse der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen großen Stellbereich und eine hohe Eigensteifigkeit hat.

Diese Aufgabe wird bei einer Kalibrierhülse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Bänder des einen Satzes sich mit flexiblen Bändern eines anderen Satzes nach Art eines axial ausziehbaren Scherengitters kreuzen und an Kreuzungspunkten dieses Scherengitters miteinander gelenkig verbunden sind. Vorzugsweise fluchten dabei einerseits die gruppenweise achsparallelen Kreuzungspunkte in jeder Auszugsstellung der Kalibrierhülse, während andererseits die gruppenweise in Radialebenen liegenden Kreuzungspunkte in jeder Auszugsstellung der Kalibrierhülse in ihrer jeweiligen Radialebene verbleiben.

Die erfindungsgemäße, auch im Betrieb stufenlos einstellbare Kalibrierhülse zeichnet sich durch einen großen Stellbereich bei hoher Eigensteifigkeit aus. Die Vielzahl der sich kreuzenden, miteinander gekoppelten Bänder garantiert eine absolut kreisrunde Form bei jedem eingestellten Durchmesser. Wegen der Ausbildung als ausziehbares Scherengitter, das zu einer Hülse geformt ist, hat die Kalibrierhülse eine hohe Eigensteifigkeit, so daß sie im einfachsten Fall nicht einmal abgestützt oder geführt zu werden braucht. Der Stellbereich der Kalibrierhülse ergibt sich aus der Summe der Breite der Einzelbänder sowie dem Umfang in ihrem Befestigungsbereich. Um einen möglichst großen Stellbereich zu erhalten, sollte der Umfang der Köpfe im Befestigungsbereich der Bänder 40% bis 60% der Summe der Breite aller Bänder betragen. Der Stellbereich kann auch über den Neigungswinkel der Bänder zur zentralen Achse der Kalibrierhülse definiert werden. Er sollte zwischen 15° und 75° liegen.

Das Mittelstück kann über mehr oder weniger konische, aus Bändern bestehende Übergangsabschnitte beweglich an ringförmigen Köpfen befestigt sein. Nach einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung der Erfindung sind allerdings die Enden der Bänder des einen Satzes beweglich, insbesondere gelenkig an ringförmige Köpfe angeschlossen und bilden Übergangsabschnitte zwischen den ringförmigen Köpfen und dem Mittelstück, die in Abhängigkeit vom Auszugsgrad des Mittelstückes mehr oder weniger konisch sind.

Grundsätzlich können die Bänder des Mittelstückes sich nur über einige wenige Kreuzungspunkte erstrecken. Vorzugsweise erstrecken sich jedoch alle flexiblen Bänder über die gesamte Länge des Mittelstückes und sind zugfest. Diese Ausbildung ist nicht nur konstruktiv einfach, sondern auch formsteif.

Obwohl die gelenkige Verbindung der gegensinnig verlaufenden Bändern vorzugsweise in allen Kreuzungs/Gelenkpunkten schon für eine ausreichende Eigensteifigkeit bei leichter Ausziehbarkeit des bandförmigen Mittelsstückes sorgt, kann es dennoch günstig sein, an mindestens einer Reihe von Gelenken (12) zwischen den sich kreuzenden Bändern, die in einer Axialebene der Kalibrierhülse liegen, Führungselemente (13) anzubringen, die in einer Axialführung (14) verschieblich gelagert sind.

Die stufenlose Einstellung des Durchmessers kann im einfachsten Fall von Hand dadurch erfolgen, daß die ringförmigen Köpfe in ihrem Abstand verändert werden.

Vorzugsweise ist dafür jedoch ein mechanischer, insbesondere motorisch angetriebener Auszug vorgesehen.

Wie schon ausgeführt, hat das ausziehbare Mittelstück der Kalibrierhülse eine hohe Eigensteifigkeit. Da die Kalibrierhülse aber insbesondere bei durchlaufendem Strang ein großes Gewicht hat, ist es zur Entlastung der Gelenkpunkte vorteilhaft, ihr eine höhenverstellbare Abstützung zuzuordnen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
1 eine Kalibrierhülse in einer ersten Einstellung in Seitenansicht,
2 die Kalibrierhülse gemäß 1 im Querschnitt nach Linie II-II der 1 und
3 die Kalibrierhülse gemäß 1 in einer zur 1 anderen Einstellung.
Die Kalibrierhülse besteht im wesentlichen aus einem im Durchmesser stufenlos einstellbaren Mittelstück 1 und ringförmigen Köpfen 2, 3. Zwischen den endseitigen Köpfen 2, 3 ist ein motorischer Längenauszug 4 wirksam. Das Mittelstück 1 ruht auf einer höhenverstellbaren Stützvorrichtung 5.
Das Mittelstück 1 besteht aus zwei Sätzen von nach Art eines Scherengitters sich kreuzenden und an den Kreuzungspunkten gelenkig miteinander verbundenen, flachen Bändern 6, 10 insbesondere aus Stahlblech. Die scherengitterartig verbundenen Bänder 6, 10 sind zu einer Hülse geformt. Die Summe der Breite dieser Bänder 6 im Anschlußbereich 7, 8 der ringförmigen Köpfe 2, 3 macht etwa 40% bis 60% des Umfangs des Anschlußbereiches 7, 8 aus, so daß in der in 1 dargestellten Stellung in den hier einen Einlauf- und Auslaufkonus bildenden Übergangsbereichen 1a, 1b des Mittelstückes 1 Luftspalte 9 zwischen den Bändern 6 verbleiben. Während die Bänder 6 sich bis zu den Köpfen 2, 3 erstrecken, erstrecken sich die sie kreuzenden Bänder 10 nur im Bereich des Mittelstückes 1. In der in 1 darstellten Position weisen sie zwischen sich ebenfalls Luftspalte 11 auf. Der 1 ist ebenfalls zu entnehmen, daß jedes dieser Bänder 10 nicht an jedem Kreuzungspunkt mit den anderen Bändern 6 mittels eines Gelenkes gelenkig verbunden ist, sondern nur mit jedem zweiten Band 6. Darüber hinaus sind die Gelenke 12 benachbarter Bänder 10 um jeweils ein Band 6 gegeneinander versetzt. Die unteren Gelenke 12, die miteinander fluchten und parallel zur zentralen Achse liegen, weisen als Stifte ausgebildete Führungselemente 13 auf, die in einer Nutführung 14 der höhenverstellbaren Stützvorrichtung 5 geführt sind.
Aus der vergleichenden Darstellung der 1 und 3 für unterschiedliche Auszugspositionen der Kalibrierhülse sind in etwa die Grenzeinstellungen für den Durchmesserbereich zu entnehmen.

Claims

Stufenlos einstellbare Kalibrierhülse für extrudierte Kunststoffstränge, insbesondere Kunststoffrohre, mit einem ausziehbaren Mittelstück, das von einem Satz am Kunststoffstrang anliegender und schräg zur Achse der Kalibrierhülse verlaufender, flexibler Bänder (6) gebildet wird und dessen Bänder (6) in ihrem gegenseitigen Abstand einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (6) des einen Satzes sich mit flexiblen Bändern (10) eines anderen Satzes nach Art eines ausziehbaren Scherengitters kreuzen und an Kreuzungspunkten (12) dieses Scherengitters miteinander gelenkig verbunden sind.
Kalibrierhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die gruppenweise achsparallelen Kreuzungspunkte (12) in jeder Auszugsstellung der Kalibrierhülse fluchten und andererseits die gruppenweise in Radialebenen liegenden Kreuzungspunkte (12) in jeder Auszugsstellung der Kalibrierhülse in ihrer jeweiligen Radialebene verbleiben.
Kalibrierhülse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Bänder (6) des einen Satzes beweglich, insbesondere gelenkig an ringförmige Köpfe (2, 3) angeschlossen sind und Übergangsabschnitte (1a, 1b) zwischen den ringförmigen Köpfen (2, 3) und dem Mittelstück (1) bilden, die in Abhängigkeit vom Auszugsgrad des Mittelstückes (1) mehr oder weniger konisch sind.
Kalibrierhülse nach einem der Ansprüch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Bänder (6, 10) sich über die gesamte Länge des Mittelstückes (1) erstrecken.
Kalibrierhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Bänder (6, 10) zugfest sind.
Kalibrierhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Bänder (6, 10) zur zentralen Achse der Kalibrierhülse je nach Auszugsgrad des Mittelstücks (1) zwischen 30° und 75° einstellbar ist.
Kalibrierhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Breite der Bänder (6) im Anschlussbereich (7, 8) der ringförmigen Köpfe (2, 3) 40% bis 60% des Umfangs dieses Anschlussbereiches (7, 8) ausmacht.
Kalibrierhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Reihe von Gelenken (12) zwischen den sich kreuzenden Bändern (6, 10), die in einer Axialebene der Kalibrierhülse liegen, Führungselemente (13) angebracht sind, die in einer Axialführung (14) verschieblich gelagert sind.
Kalibrierhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den ringförmigen Köpfen (2, 3) ein Längenauszug (4) wirksam ist.
Kalibrierhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den ringförmigen Köpfen (2, 3) eine höhenverstellbare Stützvorrichtung (5) dem ausziehbaren Mittelstück (1) der Kalibrierhülse zugeordnet ist.