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Vorrichtung zum Kalibrieren eines aus einer Strangpresse austretenden
Rohres aus thermoplastischem Kunststoff ==========================================================
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines aus einer
Strangpresse austretenden Rohres aus thermoplastischem Kunststoff, bei der innerhalb
eines Flüssigkeitsbades ein Kalibrierwerkzeug mit das zu kalibrierende Kunststoffrohr
nur teilweise umgreifenden, in abwechselnder Folge gegeneinander stehend angeordneten
Kalibrierlamellen und einem das Flüssigkeitsbad abschliessenden Stirnflansch vorgesehen
ist, wobei der Stirnflansch eine der Querschnittsform des zu kalibrierenden Rohres
angepasste Öffnung mit sich dichtend gegen die Aussenfläche des Rohres legendem
Umfangsrand enthält.
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Bei den bekannten Flüssigkeitskalibratoren dieser Art sind sämtliche
Kalibrierlamellen zu einer einzigen rohrförmigen oder stapelförmigen Einheit vereinigt
und gegeneinander unbeweglich (US-PS 2 423 260). Bei diesen bekannten Kalibriervorrichtungen
ist es wie bei den sonst allgemein üblichen Nass-Kalibriervorrichtungen mit ungeteilten
Kalibrierlamellen (vergl. DT-OS 1 911 223) ausserordentlich schwierig, bei Betriebsbeginn
den von einer Strangpresse kommenden Rohranfang durch das Kalibrierwerkzeug hindurch
einzufädeln. Diese Schwierigkeit erhöht sich noch wesentlich, wenn das Kalibrierwerkzeug
während des Einfädelvorganges zumindest teilweise in das Plüssigkeitsbad eingetaucht
ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Einführen des aus der Strangpresse
austretenden Kunststoffrohres in das Kalibrierwerkzeug wesentlich zu erleichtern
und vor allem wesentlich sicherer und schneller dtrchführbar zu machen.
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Dabei soll auch ein sich an das Einfädeln anschliessender glatter
sicherer und schneller Übergang in den eigentlichen Betrieb ermöglicht werden, ohne
die Gefahr, dass das Kunststoffrohr beim Übergang zum Betrieb zerrissen oder zu
stark abgektihlt und dadurch im Kalibrierwerkzeug verkeilt wird.
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Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das Kalibrierwerkzeug
ausser seinem eigentlichen Kalibrierdurchlass mit einem Einführungsdurchlass für
das Kunststoffrohr ausgebildet ist, und Einrichtungen zum Eindrängen des Kunststoffrohres
aus dem Einführungsdurchlass in den Kalibrierdurchlass enthält. Das Einfädeln des
Kunststoffrohres in den Einführungsdurchlass ist dadurch wesentlich vereinfacht,
und es kann dann der Betrieb mit dem durch den Einführungsdurchlass der Kalibriervorrichtung
geführten Kunststoffrohr beginnen, und das Kunststoffrbhr während des anlauf enden
Betriebes sukzessive in den eigentlichen Kalibrierdurchlass eingedrängt werden.
Dabei können die Strangpresse bzw. der Extruder und die Kalibriervorrichtung fortlaufend
und optimal in ihren Betriebsbedingungen aufeinander abgestimmt werden.
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Versuch haben ergeben, dass trotz dieses sukzessiven Einstellens des
Kalibrierwerkzeuges bei Betriebsbeginn sich der gewunschte BetriebsaBauf sehr viel
schneller und mit sehr viel weniger Abfall an Kunststoffrohr einrichten lässt als
bei dem bisher notwendigen Einfädeln.
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Im Rahmen der Erfindung können zweckmässig die Kalibrierlamellen zumindestens
zwei gegeneinander stehenden, gegeneinander beweglichen Gruppen vereinigt sein,
die zwischen sich den bis zum Kalibrierdurchlass zu verengenden Einführungsdurchlass
bilden. Dabei kann naturgemäss der gegenseitige
Bewegungsbereich
der Gruppen von Kalibrierlamellen so gross gemacht werden, dass der Einführungsdurchlass
bei völliger Einführungsstellung der Kalibrierlamellen offen ist, also das zu kalibrierende
Kunststoffrohr von der Seite her zwischen die Kalibrierlamellen eingelegt werden
kann, so dass der Einführungsdurchlass nach dem Einlegen des zu kalibrierenden Rohres
und bei durch die Kalibriervorrichtung laufendem Rohr kanalartig geschlossen und
dann sukzessive bis zum Kalibrierdurchlass verengt wird. Gemäss der Erfindung können
eine untere, feststehende Gruppen von Kalibrierlamellen, deren Kanten einen Einführungsdurchlass
mit im wesentlichem dreieckigem, sich nach unten verengenden Querschnitt und einen
unterhalb des Einführungsdurchlasses angeordneten Kalibrierdurchlass bilden, sowie
mindestens eine obere Gruppe vorgesehen sein, deren Kalibrierlamellen quer durch
den Einführungsdurchlass bewegbar sind, und den Kalibrierquerschnitt nach oben begrenzende
Kalibrierkantenteile tragen. Das Verdrängen des zu kalibrierenden Rohres im dreieckigen,
sich nach unten verengenden Querschnitt erfolgt im Zusammenwirken mit dem Eigengewicht
des zu kalibrierenden Rohres, während dessen Durchlaufbewegung durch die Kalibriervorrichtung
und lässt sich so fortlaufend und sicher bei Betriebsbeginn durchführen.
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In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist eine obere Gruppe
von Kalibrierlamellen vorgesehen, die als eine Einheit um eine parallel zur Achse
des Kalibrierdurchlasses verlaufende und neben dem Einführungsdurchlass angeordnete
Achse von Einführungsstellung mit geöffnetem Einführungsdurchlass und Kalibrierstellung
mit nur noch freiem Kalibrierdurchlass schwenkbar an der unteren Gruppe von Kalibrierlamellen
gelagert ist. Auf diese Weise kann die Einheit von oberen Kalibrierlamellen so weit
verschwenkt werden, dass der Einführungsdurchlasa geöffnet#ist, also der Anfang
des zu kalibrierenden Rohres von der Seite her in den Einführungsdurchlass eingelegt
werden kann. Durch die schwenkbare Lagerung an der untere Gruppe von Kalibrierlamellen
ist die durch die Gruppe oberer Kalibrierlamellen gebildete Einheit genau und sicher
geführt, so dass ihre Einschwenkbewegung ein sicheres und jegliches Zerreissen des
zu kalibrierenden Rohres ausschliessendes Verdrängen des Kunststoffrohres in den
schliesslich nur noch frei bleibenden Kalibrierdurchlass gewährleistet.
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In dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können an die
den Kalibrierdurchlass bildenden Kapseln nach dem Einführungsdurchlass gerichtete,
im wesentlichen tangential
bezüglich der Schwenkachse der oberen
Kalibrierlammelengruppe verlaufende Einlasskanten angeschlossen sein. Solche Einlasskanten
können an den unteren Kalibrierlamellen oder an den Kalibrierlamellen beider Gruppen
vorgesehen sein.
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Sie bieten den Vorteil eines sicheren, aber merklichen Übergangs zwischen
dem Einführungsdurchlass und dem Kalibrierdurchlass. Die von der Schwenkachse abgelegene
Einlasskante des Kalibrierdurchlasses kann an den unteren Kalibrierlamellen unmittelbar
in die entsprechende Seitenkante des Einführungsdurchlasses übergehen. Die oberen
Kalibrierlamellen können mit als obere Begrenzung über den Einführungsdurchlass
zu legender, im wesentlichen gerader Unterkante ausgebildet sein, wobei die den-Kalibrierdurchlass
nach oben begrenzenden Kantenteile über im wesentlichen tangential zur Schwenkachse
verlaufende Einlasskanten Enter der Unterkante zurückversetzt sind.
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Im Rahmen der Erfindung ist es von Vorteil, wenn die Gruppen von Kalibrierlamellen
in gegenseitiger Kalibrierstellung verriegelbar sind. Hierdurch ist auch bei langzeitigem
Betrieb sichergestellt, dass die Kalibrierlamellen während des Kalibrierbetriebes
stets in gleichbleibender Kalibrierstellung gehalten werden.
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Wenngleich der Stirnflansch des Kalibrierwerkzeugs nur einen geringen
Teil der axialen Länge des Werkzeugs einnimmt, also das Einfädeln des von der Strangpresse
kommenden Rohranfangs am Stirnflansch noch relativ einfach ausgeführt werden kann,
wird durch die Erfindung bevorzugt vorgeschlagen, dass sich der Einführungsdurchlass
auch durch den Stirnflansch des Kalibrierwerkzeugs fortsetzen soll, und am Stirnflansch
ein das Kunststoffrohr aus dem Einführungsdurdhlass in den Kalibrierdurchlass verdrängendes
Gleitstück vorgesehen ist.
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Hierdurch wird erreicht, dass einerseits das zu kalibrierende Kunststoffrohr
auch am Stirnflansch ohne jegliche Gefahr des Zerreissens sukzessive in einen Kalibrierdurchlass
verdrängt werden kann. Zum anderen wird ein geradilinig verlaufender Einführungsdurchgang
über die gesamte Länge des Kalibrierwerkzeugs geschaffen, so dass ein abgeglichenes
gleichmässiges Verdrängen des Kunststoffrohres in den Kalibrierdurchgang auf die
gesamte Werkzeuglänge möglich wird.
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Der Einführungsdurchlass des Stirnflansches kann mit sich birnenförmig
nach unten in den Kalibrierdurchlass verengendem Querschnitt ausgebildet sein, während
das Gleitstück die den Kalibrierdurchlass des Stirnflansches nach oben begrenzenden
Kantenteil enthält, Besonders vorteilhaft ist es, wenn an die, den Kalibrierdurchlass
nach unten begrenzenden Kantenteile
des Stirnflansches sich im wesentlichen
parallel zur Bewegungsrichtung des Gleitstückes erstreckende Einlasskanten angeschlossen
sind, während im Gleitstück an die den Kalibrierdurchmesser nach oben begrenzenden
Kantenteile sich parallel zur Bewegungsrichtung des Gleitstückes erstreckende Einlasskanten
angeschlossen sind, die über schräge Fangkanten und Radien in die sich quer über
den Einführungsdurchlass erstreckende Stirnkante des Gleitstückes übergehenö Schliesslich
kann im Rahmen der Derfindung das Gleitstück mittels einer Schraubspindel am Stirnflansch
bezüglich des Einführungsdurchlasses einstellbar sein. Man erreicht dadurch die
Möglichkeit einer genauen und fein dosierbaren Einstellung des Gleitstückes.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise Vertikalschnittdarstellung
einer Kalibriervorrichtung gemäss der Erfindung, wobei auch der Stirnflansch des
Kalibrierwe# zeugs teilweise geschnitten dargestellt ist;
Fig.
2 einen Schnitt bzw. eine Ansicht nach der Linie II-II der Fig. 1; Fig 3 eine untere,
feststehende Lamelle des Kalibrierwerkzeuges nach Fig. 1 und 2 in vergrössertem
Mass-Stab; Fig. 4 eine obere Lamelle des Kalibrierwerkzeuges nach Figur 1 und 2
in vergrössertem Mass-Stab; Fig. 5 den Stirnflansch des Kalibrierwerkzeuges nach
Fig. 1 und 2 in der Ansicht V'V der Fig. 1 und Fig. 6 das Gleitstück des Stirnflansches
in Vorderansicht und Seitenansicht.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel weist die Kalibriervorrichtung
einen ringsum abgeschlossenen Trog 1 auf, der in einem Umlauf-Temperiersystem, insbesondere
Kühlsystem geführte Kalibrierflüssigkeit enthält. Oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
wird während des Betriebs Vakuum aufrecht erhalten. In die eine Stirnwand 2 des
Troges 1 ist das im folgenden beschriebene Kalibrierwerkzeug eingesetzt, während
die gegenüberliegende (nicht dargestellte) Stirnwand des Troges 1 einen abgedichteten
Durchlass für das kalibrierte Rohr enthält. Das von der (nicht dargestellten)
Strangpresse
kommende Rohr 3 aus thermoplastischem Kunststoff wird in noch heissem Zustand in
die Kalibriervorrichtung eingeführt, und verlässt als kalibriertes Rohr 4 das Kalibrierwerkzeug,
um im Flüssigkeitsbad des Troges weiter abgekühlt und in kaltem, festem Zustand
durch den abgedichteten Durchlass an der Rückwand des Troges 1 aus der Kalibriervorrichtung
entlassen wird.
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Das Kalibrierwerkzeug weist einen Stirnflansch 6 auf, an dessen äussere
Stirnseite eine an sich bekannte Nasseinführungsvorrichtung 5 (vergl. DT-OS 1 911
225) angesetzt ist.
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Der Stirnflansch 6 ist über eine Dichtung 7 von aussen gegen die Stirnwand
2 des Troges 1 angesetzt, und mittels Schraubenbolzen befestigt. An die Innenfläche
des Stirnflansches 6 ist mittels dreier Verbindungsschrauben 21, 22, 23 eine untere
Gruppe 24 von Kalibrierlamellen 25 fest angesetzt.
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Die Verbindungsschraube 21 dient dabei zugleich als Schwenkachse für
eine obere Gruppe 26 von schwenkbaren Kalibrierlamellen 27. Diese schwenkbaren Kalibrierlamellen
27 werden durch eine Verbindungsschraube e 28 zu einer Einheit zusammengehalten.
Zwischen den unteren Kalibrierlamellen 25
sind auf der Verbindungsschraube
23 Distanzringe 29 angeordnet, während auf der zugleich als Schwenkachse dienenden
Vebindungsschraube 21 zwischen je zwei benachbarten unteren Kalibrierlamellen 25
zwei dünnere Distanzringe 30 und eine obere Kalibrierlamelle 27 angeordnet sind.
Die Distanzringe 30 haben eine solche Dicke, dass je zwei Distanzringe 30 und eine
Kalibrierlamelle 27 die Dicke eines Distanzringes 29 ergeben. Die Verbindungsschraube
21 ist mit der auf ihr angebrachten Anordnung von unteren Kalibrierlamellen 25,
oberen Kalibrierlamellen 27 und Distanzringen 30 so festgezogen, dass sich die obere
Gruppe 26 von Kalibrierlamellen 27 gerade noch um die Verbindungsschraube 21 schwenken
lässt.
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Auf-die Verbindungsschraube 28 sind zwischen die oberen Kalibrierlamellen
27 Distanzringe 31 eingesetzt, die auf die Dicke der Kalibrierlamellen 25 und 27
und der Distanzringe 29 abgestimmt ist, derart, dass ein Distanzring 31 mit einer
oberen Kalibrierlamelle 27 gleiche Dicke wie ein Distanzring 29 mit einer unteren
Kalibrierlamelle 25 ergibt.
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Auf die Verbindungsschraube 22 sind Fangringe 32 zwischen den Kalibrierlamellen
25 eingesetzt, d.h. Ringe gleicher Dicke, wie die Distanzringe 29, jedoch mit einer
Ringnut, in die die Materialstärke der oberen Kalibrierlamellen 27 passt.
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Die oberen Kalibrierlamellen 27 weisen hierzu einen kreisbogenförmigen
Schlitz 33 mit KrUmmungsradius zu dem auf die Verbindungsschraube 21 gesetzten Schwenklagerloch
auf, so dass
sie sich hakenförmig auf die Fangringe 32 setzen.
Insgesamt bilden somit die beiden Gruppen 24 und 26 von Kalibrierlamellen 25 und
27 starre, stabile Einheiten, von denen die obere Gruppe 26 gegenüber der unteren
Gruppe um die Verbindungsschraube 21 schwenkbar ist.
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Wie Figur 3 zeigt, sind die unteren, fest stehenden Kalibrierlamellen
25 im wesentlichen dreiviertdkreisförmige Scheiben mit oberem, den Einführungsdurchlass
bildenden sektorförmigen Ausschnitt, dessen Spitze nach der Seite der Verbindungssehraube
22 hin aus dem Kreismittelpunkt verlagert ist, und der einen Zentriwinkel von 70
bis 900, im dargestellten Beispiel 870 aufweist. Die an der Seite der Verbindungsschraube
22 liegende Sektorenkante 34 geht geradlinig in eine Einlasskante 35 über, an die
sich die im dargestellten Beispiel kreisbogenförmige Kalibrierdurchlass-Kante 36
anschliesst.
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Am in Figur 3 linken Ende geht die Kalibrierdurchlass-Kante 36 in
die zweite Einlasskante 37 über, die zur ersten Einlasskante 35 parallel liegt.
Hieran schliesst sich mit einem Winkel von 1050 die zweite Sektorenkante 38 an.
Die beiden Sektorenkanten 34 und 38 sind die Begrenzungskanten des Einführungsdurchlasses
39, während der Kalibrierdurchlass 40 unterhalb des Einführungsdurchlasses 39 liegt,
und mit
dessen spitzen-3ereich etwa in Tangentialrichtung zur Schwenkachse
21 der oberen Kalibrierlamellengruppe 26 tangentiale Richtung in unmittelbarer Verbindung
steht.
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Wie Figur 4 zeigt, sind die mit ihrem kreisbogenförmigen Schlitz 33
etwa hakenförmig gebildeten oberen Kalibrierlamellen 27 an ihrer Unterseite mit
einer sich quer über den dreieckigen Querschnitt des Einführungsdurchlasses 39 (vergleiche
Fig. -3) bewegenden, im wesentlichen geradlinigen Begrenzungskante 41 ausgebildet.
Diese Begrenzungskante 41 hat einen rechtwinkligen Abstand 42 von der Schwenkachse,
der dazu ausreicht, dass beim Schwenken der oberen Kalibrierlamellen 27 über die
unteren Kalibrierlamellen 25 das im Einführungsdurchlass 39 befindliche Rohr zunächst
gegen die von der Schwenkachse abgewandte Sektorenkante 43 gedrängt und von #dort
entlang der Einlasskante 35 in den Kalibrierdurchlass 40 gedrückt wird. Die den
Kalibrierdurchlass nach oben begrenzenden, im dargestellten Beispiel ebenfalls kreisbogenförmigen
Kantenteile 43 sind an den oberen Kalibrierlamellen 27 gegenüber den oberen Begrenzungskanten
41 zurückgesetzt, Von den oberen Begrenzungskanten 41 führen kreisbogenförmige oder
zumindest im wesentlichen tangential zur Schwenkachse (Verbindungsschraube 21) verlaufende
Einlasskanten 44 und 45 zu der oberen Kalibrierdurchlasskante
43.
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Wie die Figuren 1, 5 und 6 zeigen, ist auch der Stirnflansch 5 mit
einem Einführungsdurchlass 8 ausgestattet, der dort jedoch als sich mit etwa birnenförmigem
Querschnitt nach unten verengende Durchlassöffnung ausgebildet ist. Dieser Einführungsdurchlass
8 geht im unteren Teil in den Kalibrierdurchlass 9 über. In dem Stirnflansch 6 ist
ein Gleitstück 10 radial über den Binführungsdurchlass 8 hinweg verschiebbar gelagert.
Hierzu greift eine in einem Anschraubstück des Stirnflansches 6 gelagerte Schraubspindel
11 in ein Innengewinde des Gleitstückes 10. Die Spindel trägt eine mit einem Spannstift
gehaltenen und gegen das Anschraubstück gedrückten Sechskantkopf 12, mit dem eine
sicheres Verstellen des Gleitstückes 10 ermöglicht und zugleich ein ungewolltes
Verstellen verhindert wird.
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Das Gleitstück 10 trägt an seiner Unterkante eine sich quer über den
Einführungsdurchlass erstreckende Begrenzungskante 13, in deren Mitte der obere
Teil 14 der Kalibrierdurchlasskante des Stirnflansches angeordnet. ist. Von diesem
oberen Teil 14 der Kalibrierdurchlasskante erstrecken sich zwei im wesentlichen
zueinander und zur Bewegungsrichtung des
Gleitstückes 10 parallele
Einlasskanten 15. Diese Einlasskanten 15 gehen in sich nach unten erweiternde Fangkanten
16 über, die selbst wieder über je einen Radius 17 in die Begrenzungskante 13 verlaufen.
Am unteren Ende verläuft der birnenförmige Querschnitt des Einführungsdurchlasses
8 im Stirnflansch 6 über Schrägkanten 20 ebenfalls in Einlasskanten 18 und von diesen
in den unteren Teil 19 der Kalibrierdurchlasskante.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist wie folgt:
Zum Einführen eines von der Stranpresse kommenden, zu kalibrierenden Kunststoffrohres
3 ist zunächst das Vakuum vom Trog 1 wegzunehmen und dessen Deckel zu öffnen, die
obere Gruppe 26 von Kalibrierlamellen 27 nach oben und auswärts zu schwenken, so
dass der Einführungsdurchlass 39 nach oben offensteht. Ausserdem ist das Gleitstück
10 mit seiner Schraubspindel 11 in die obere Stellung zu heben.
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Die Kalibriervorrichtung wird dann an den Ausgang der Strangpresse
in gewünschtem Abstand herangebracht. Das aus der Strangpresse austretende Ende
des Kunststoffrohres 3 wird dann durch den erweiterten Einführungsdurchlass 8 des
Stirnflansches
6 gesteckt und von oben her in den Einführungsdurchlass
39 der unteren Gruppe 24 von Kalibrierlamellen 25 eingelegt. Es wird dann die obere
Gruppe 26 von Kalibrierlamellen 27 über die untere Gruppe 24 von Kalibrierlamellen
25 geschwenkt, so dass das eingelegte Kunststoffrohr nicht mehr aus dem Einführungsdurchlass
39 treten kann. Das Rohrende wird dann zunächst über die Oberkante der rückwärtigen
Stirnwand des Kalibriertroges 1 geführt und kontinuierlich abgezogen. Während dieses
bereits eingerichteten kontinuierlichen Durchlaufes des Kunststoffrohres durch das
Kalibrierwerkzeug wird sukzessive die obere Gruppe 26 von Kalibrierlamellen 27 über
die untere Gruppe 24 von Kalibrierlamellen 25 nach unten geschwenkt und das Gleitstück
10 mit der Schraubspindel 11 nach unten geschoben. Dabei wird sukzessiv der Kunststoffschlauch
5 in den Kalibrierdurchlass 9 des Stirnflansches 6 und in den Kalibrierdurchlass
40 der Kalibrierlamellen 25, 27 gedrängt, Sobald das das Kalibrierwerkzeug verlassende
Rohr 4 sich in seiner Querschnittsform den gewünschten Querschnitt annähert, wird
es hinter dem Kalibrierwerkzeug abgeschnitten und beim weiteren Vorschub durch die
Durchlassöffnung und Dichtung an der rückwärtigen Stirnwand des Kalibriertroges
1 geführt und von dort in die Abzugvorrichtung eingesetzt. Es kann dann die Kreislaufsystem-Fördervorrichtung
für die Kalibrierflüssigkeit eingeschaltet werden,
Schliesslich
werden die obere Gruppe 26 von Kalibrierlamellen 27 in die endgültige Kalibrierstellung
geschwenkt und verriegelt und das Gleitstück 10 mit seiner Spindel 11 in die unterste
Stellung geschoben. Es kann dann der Deckel des Troges 1 geschlossen und das Vakuumsystem
eingeschaltet werden. Diese gesamte Betriebsaufnahme kann durch die Erfindung relativ
schnell und auf wenige Meter durchlaufenden Materials ausgeführt werden.
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Alle in der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung wiedergegebenen
Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können für sich allein oder in jeglicher denkbarer
Kombination von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung sein.
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- Patentansprüche-