DE19843340C2 - Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren - Google Patents

Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspru­ ches.
In Kunststoffrohre produzierenden Einrichtungen besteht das Problem, daß Rohre unterschiedlicher Außendurchmesser mit gleichzeitig unterschiedlichen Wanddicke hergestellt werden müssen. Im Stand der Technik ist es dabei erforderlich, daß ent­ sprechend dem Außendurchmesser des Rohres und der ge­ wünschten, üblicherweise in Abhängigkeit des Außendurchmes­ sers genormten Wanddicke des Rohres entsprechende Werk­ zeuge ausgewechselt werden müssen. Dies bedingt ein Stillset­ zen der Maschine, einen hohen Arbeitsaufwand für das Aus­ wechseln der Werkzeuge und Verlust an Kunststoffmaterial, bis das neue Rohr wieder gezogen werden kann. Ein entsprechen­ des Ziehen des Rohres, um bei einem bestehenden Außen­ durchmesser ein Rohr geringerer Wandstärke herstellen zu können, verbietet sich deshalb, da die Molekülkette des Kunst­ stoffes gereckt und damit orientiert wird, so daß dadurch die Festigkeit des Rohres negativ beeinflußt wird, der Schrumpf- und die Faltenbildung aber gefördert werden.
Aus der gattungsbildenden DE 24 12 818 A1 ist eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines aus einer Strangpresse austretenden Rohres aus thermoplastischem Kunststoff bekannt, wobei bei dieser bekannten Anordnung in Produktionsrichtung des Rohres gesehen, Kalibrierlamellen aufeinanderfolgend angeordnet sind. Jede Kalibrierlamelle weist einen Kalibrierdurchlaß auf, der für alle aufeinanderfolgenden Kalibrierlamellen gleich und unveränderbar ist. Jede Kalibrierlamelle arbeitet mit einem nach oben abhebbaren Lamellensegment zusammen, das während der Anlaufphase der Produktion abgehoben werden kann, so daß das Einlegen des den Extruder bzw. den Rohrkopf verlas­ senden Rohres in den Kalibrierdurchlaß erleichtert wird. Eine Variation des Rohrdurchmessers während des Produktionsver­ fahrens ist hier nicht möglich und nicht nahegelegt.
Aus der DE 35 21 321 A1 ist es bekanntgeworden, in einer Kali­ brierstation Metallbälge vorzusehen, die durch Strecken oder Zusammendrücken in ihrem inneren Durchmesser verändert werden können. Hierdurch soll dem beim Abkühlen auftretenden Schwinden des Kunststoffmaterials sich ändernden Außen­ durchmesser entsprochen werden, um dadurch auch während der Abkühlphase und dem ggf. sich verringernden Außen­ durchmesser des Rohres ein gutes Führen des Rohres in der Kalibrierstation zu ermöglichen.
Schließlich ist es aus der WO 95/27601 A1 bekanntgeworden, bei einem gattungsfremden Herstellungsverfahren für Kunststoffroh­ re im Inneren des zu bildenden Rohres Formwerkzeuge, die durch einzelne Rollen gebildet werden, vorzusehen, wobei durch ein mehr oder weniger Aufweiten des Außendurchmes­ sers des von den Formwerkzeugen bedingten Umfangskreises der Rohrdurchmesser verändert werden kann. Hierbei soll aber das Rohr durch eine Platte gebildet werden, die um dieses Formwerkzeug herum gewunden wird, wobei die Endkanten der Platten miteinander verschweißt werden sollen. Besondere Druckrollen beaufschlagen die beim Verbinden der beiden Platten hergestellte Schweißnaht derart, daß nach außen hin diese Schweißnaht nicht mehr erkennbar sein soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, um während der Produktionsphase des Rohres ohne Unterbrechung des Produktionsganges eine vollautomatisch gesteuerte Umstellung zwischen mehreren Kunststoffrohrdimen­ sionen im kontinuierlichen Extrusionsprozeß zu erreichen, wobei der Außendurchmesser und die Rohrwanddicke entsprechend den Kundenwünschen bzw. der Normung aufeinander abge­ stimmt sind.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen er­ läutet.
Der ggf. schon vordimensionierte Massestrang kann gemäß der Erfindung in eine Kalibrierstation eintreten, in der unter­ schiedliche Rohrdimensionen einstellbar sind. Zwar ist es aus der WO 96 36 457 bekannt, geringfügige Kalibriereinstellungen in einer Kalibrierstation dadurch vorzunehmen, daß durch eine Keilwirkung einzelne offene Kalibrierringe geringfügig in ihrem Durchmesser verändert werden können. Mit einer solchen An­ ordnung ist aber eine Variation von Rohraußendimension nicht erreichbar, sondern es wird lediglich dem Schrumpfverhalten entgegengewirkt.
Der gemäß der Erfindung vorgesehene Kalibrierstation wird vor­ zugsweise durch eine Vielzahl von Lamellen gebildet, die an der Außenseite des zu kalibrierenden Rohres über den Umfang verteilt und im Abstand zueinander angeordnet vorgesehen sind. Hierbei sind in Produktionsrichtung des Rohres gesehen eine Vielzahl solcher Lamellenkränze innerhalb der Kalibriersta­ tion angeordnet, wobei die einzelnen Lamellen der einzelnen Lamellenkränze auf Lücke zueinander stehen, so daß eine pro­ blemlose Verstellung der einzelnen Lamellen des einzelnen Kranzes gegenüber den Lamellen des nachfolgenden Kranzes oder des vorhergehenden Kranzes möglich ist.
Die Verstellung der Lamellen erfolgt motorisch oder von Hand, wobei durch eine einzige Handsteuerung alle Lamellenkränze gleichzeitig verstellt werden können.
Die Rundung der Lamellen, mit der diese an der Außenseite des Rohres anliegen, kann dem größten zu fahrenden Rohrdurch­ messer entsprechen. Werden kleinere Rohrdurchmesser gefahren, ist das behandelte Rohr also nicht ideal rund, sondern setzt sich aus kleinen, aneinander anliegenden Rundungen zusam­ men, die sich dann innerhalb des Kalibrierbades ausgleichen.
Anstelle der vorbeschriebenen Lamellen können auch Verstell­ segmente vorgesehen sein, die einen in Längsrichtung des Roh­ res gesehen rohrförmigen Körper schaffen, wobei die diesen Körper bildenden einzelnen Segmentstreifen sich verzahnend ineinander greifen, so daß auch bei Verstellungen auf einen größeren Durchmesser am Rohr immer noch Bereiche dieser Segemente anliegen.
Auch ist es möglich, die Kalibrierwerkzeuge durch an der Au­ ßenseite des Rohres anliegende Rollen zu erstellen, die über Federn oder Hebel gesteuert einen Rohraußenumfang definie­ ren, der der gewünschten Rohrdimension entspricht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei in
Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Produktionseinrichtung, in
Fig. 2 in Produktionsrichtung gesehen einen Schnitt durch einen Kalibrierkopf, in
Fig. 3 im Schnitt gemäß der Linie 3-3 in Fig. 2 die hintereinander angeordneten Lamellenkränze und in
Fig. 4 eine abgeänderte Ausführungsform.
In Fig. 1 ist ein verstellbarer Rohrkopf erkennbar, der in Produk­ tionsrichtung gesehen an einen in der Zeichnung nicht darge­ stellten Extruder anschließt. An den verstellbaren Rohrkopf 1 schließt sich eine Vakuum-Saugglocke 2 an, die mit einem Va­ kuumanschluß 5 ausgerüstet ist, in der Meßvorrichtungen vor­ gesehen sind, die in Abhängigkeit des gewünschten Rohrau­ ßendurchmessers, das in der Saugglocke herrschende Vakuum einstellen, so daß dadurch der rohrförmige Schmelzestrom auf den gewünschten Außendurchmesser eingestellt wird, d. h. auf­ gesaugt wird, wobei in der Vakuum-Saugglocke 2 bereits eine Vorkühlung des Schmelzestranges erfolgen kann. In der Vaku­ um-Saugglocke 2 kann in Verbindung mit dem verstellbaren Rohrkopf eine genaue Rohrwanddicke eingestellt werden, wobei die Rohrwanddicke in Abhängigkeit des Außendurchmessers des Rohres variiert werden kann.
An die Vakuum-Saugglocke 2 schließt sich eine Kalibrierstation 3 an. Hier erfolgt durch eine mechanische Zentralverstellung das genaue Kalibrieren des Außendurchmessers des Schmel­ zestranges und des schon teilweise ausgehärteten Rohres, wo­ bei diese Kalibrierstation für alle in Frage kommenden Kunst­ stoffe einsetzbar ist. In dieser Kalibrierstation können mehrere Dimensionen auch mit den unterschiedlichen Wanddecken ein­ gestellt werden.
In einem sich in Produktionsrichtung gesehen daran an­ schließenden Vakuum-Kalibrierbad 4 erfolgt dann das Ausküh­ len und Aushärten des Kunststoffrohres durch Sprühwasser, wobei in der Zeichnung ein Wasserzulauf 6 und ein Wasserab­ fluß 7 erkennbar ist. Weiterhin schließt an das Vakuum- Kalibrierbad 4 ein Vakuumanschluß 8 an und das sich in dem Vakuum-Kalibrierbad 4 befindende Rohr 10 läuft über Stützrol­ len 11, die auch als Kalibrierrollen bezeichnet werden können und sich auf den gewünschten Rohrdurchmesser einstellen las­ sen. Die Oberfläche des Rohres 10 ist relativ hart und das Rohr 10 verläßt das Vakuum-Kalibrierbad 4 durch eine Vakuumab­ dichtung 9, die sich entweder selbständig auf den Rohrdurch­ messer einstellt oder in Abhängigkeit der eingestellten Rohr­ dimensionen in der Kalibrierstation 3 und/oder im Vakuum- Kalibrierbad 4 eingestellt wird. In der Vakuumabdichtung 9 kön­ nen Formrollen angeordnet sein, die hydraulisch oder durch mechanische Federn betätigt werden, wobei gleichzeitig hier in den Durchlauf des Rohres Wasser zur Schmierung und Abdich­ tung eingeführt werden kann.
Die Fig. 2 und 3 zeigen Schnitte durch eine Ausführungsform der Kalibrierstation 3. Es ist erkennbar, daß innerhalb der Au­ ßenwandung 44 der Kalibrierstation eine Vielzahl von Lamellen 40 angeordnet ist, die über den Umfang des Rohres 10 verteilt an der Rohraußenwandung anliegen. Die anliegende Kante der Lamellen 40 weist dabei eine Rundung auf, die dem größtmögli­ chen Außendurchmesser des Rohres 10 entspricht. Aus Fig. 2 und Fig. 3 ist erkennbar, daß eine Vielzahl von Lamellenkränzen 42 und 43 hintereinander in Produktionsrichtung des Rohres gesehen angeordnet sind. Bei der Darstellung in Fig. 3 sind fünfundvierzig Lamellenkränze angeordnet, jedoch ist hierauf die Erfindung in keiner Weise beschränkt.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind Stellmotore 45 vor­ gesehen, die gemeinsam gesteuert ein gemeinsames Verstellen aller Lamellenkränze bewirken, wobei auch hier die Verstellung der Stellmotore 45 zentral gesteuert mit der entsprechenden Steuerung in der Sauggruppe 2 und dem Kalibrierbad 4 erfolgen kann.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Vielzahl von Einzelrollen 50 an der Außenwand des herzustellenden Rohres anliegen, wobei die Rollen von Hebel 51 getragen werden, die über Stellvorrichtungen beweglich sind, so daß dadurch der ge­ wünschte Innendurchmesser des Rollenkreises eingestellt wer­ den kann. Die Stellvorrichtungen 52 und die Hebel 51 sind an einem Stellrad 53 angeordnet, daß über eine motorische Ein­ richtung umlaufend bewegt werden kann.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren mit einem Extruder, einem sich in Produktionsrichtung anschließen­ den Rohrkopf (1) und einer Kalibrierstation (3), die Kali­ brierwerkzeuge (40) aufweist, die der Außenwandung des Rohres (10) anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß als Kalibrierwerkzeuge eine Vielzahl von Lamellen (40) über den Umfang des zu kalibrierenden Rohres (10) aufeinan­ derfolgend im Abstand voneinander verteilt angeordnet sind, wobei auch in Produktionsrichtung des Rohres (10) gesehen, eine Vielzahl solcher Lamellenkränze (42, 43) vorgesehen sind, deren jeweilige Lamellen (40) auf Lücke zu den Lamellen (40) des vorhergehenden Lamellenkran­ zes angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Lamellen (40) motorisch erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Lamellen von Hand erfolgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen als Verstellsegmente ausgebildet sind, die einen in Längsrichtung des Rohres gesehen ringförmi­ gen Körper schaffen, wobei die diesen Körper bildenden, einzelnen Segmentstreifen sich verzahnend ineinander­ greifen.
5. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kalibrierwerkzeuge durch Rollen gebildet sind, die sich an die Außenseite des Rohres anlegen und der durch die Rollen gebildete theo­ retische Durchmesser verstellbar ist.
6. Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren mit einem Extruder, einem sich in Produktionsrichtung an den Extruder anschließenden Rohrkopf und einer Kalibriersta­ tion, in der Kalibrierwerkzeuge an die Außenwandung des Rohres anlegbar sind, wobei der Massespalt des Rohr­ kopfes (1) während der Produktionsphase verstellbar ist, bei der am Ausgang des Rohrkopfes (1) eine auf die Au­ ßenseite des noch nicht erstarrten Rohres (10) einwir­ kende Vakuum-Saugglocke vorgesehen ist, durch die der Massenstrangdurchmesser gesteuert veränderbar ist, wobei an die Vakuum-Saugglocke (2) sich die Kalibrier­ station anschließt, in der während der Produktionsphase unterschiedliche Rohrdurchmesser einstellbar sind und bei der ein sich an die Kalibrierstation (3) anschließendes Vakuum-Kalibrierbad (4) vorgesehen ist, in dem das Rohr (10) abkühlt, wobei das Vakuum-Kalibrierbad (4) eine sich selbständig auf den Rohrdurchmesser einstellende Vakuumabdichtung (9) aufweist.
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