DE3305175A1 - Raupenabzug - Google Patents
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- 3 - 14. Februar 1983
Mr.
Vobau Artur Baston Gesellschaft für Vorrichtungsbau mit
beschränkter Haftung, Blieskastel-Breitfurt
"Raupenabzug"
Die Erfindung betrifft einen Raupenabzug zum kontinuierlichen
Abziehen von extrudierten Rohren oder Profilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der kunststoffverarbeitenden Industrie müssen extrudierte Strangprodukte wie Rohre, Bänder, Profile usw.
zur Erreichung gleichbleibender Abmessungen nach ihrem Austritt aus dem Extruder kalibriert, gekühlt und abgezogen
werden. Zu diesem Zweck werden in der Praxis überwiegend Raupenabzüge eingesetzt. Sie bestehen aus zwei Raupenketten
mit darauf befestigten, elastischen Mitnehmerstollen, die unter einem bestimmten Druck das Abzugsgut oben und unten
erfassen und abziehen. Voraussetzung für gleichbleibende Güte und Abmessungen sind neben einem konstanten Extruderausstoß
insbesondere auch eine konstant bleibende Abzugsgeschwindigkeit. Anderenfalls wird das Abzugsgut verdrückt
oder beschädigt - beispielsweise wird aus einem rechteck!-
gen Querschnitt ein Parallelogramm. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß der Kunststoff beim Austritt aus dem Extruder nicht sofort restlos erstarrt, sondern noch eine gewisse
Verformbarkeit besitzt, oder daß die Mitnehmerstollen auf dem Kunststoffmaterial unkontrolliert rutschen.
Einfache Raupenabzüge gehen davon aus, daß eine Verformung oder Beschädigung des Abzugsgutes dann nicht eintritt,
wenn obere und untere Raupe gleich schnell laufen. Aus diesem Grund erhalten die Kettenräder der oberen und
unteren Raupen einen gemeinsamen Antrieb, so daß die Drehzahlen der Kettenräder gleich sind, ebenso die von den
Kettenrädern übertragenen Abzugsmomente. Die Raupen und insbesondere die den Kontakt mit dem Abzugsgut herstellenden
Mitnehmerstollen werden deshalb so ausgelegt, daß sie gleiche Form und Größe haben, so daß auch Geschwindigkeit
und Abzugskraft an den Mitnehmerflächen der Ober- und Unterseite identisch sind.
Die Praxis zeigt jedoch, daß infolge von Verschleiß sich die Ketten längen, d.h. daß der Abstand der Glieder
untereinander größer wird und nicht mehr mit der Teilung der Kettenräder übereinstimmt. Dadurch wird die Abzugsgeschwindigkeit
größer und das von der Kette übertragene Abzugsmoment wird kleiner. Die Praxis zeigt ferner, daß überraschenderweise
die untere Raupenkette erheblich stärker verschleißt als die obere, so daß die Raupenketten relativ
häufig erneuert werden müssen.
Sollen unsymmetrische Profile abgezogen werden, so ist es in der Praxis oft sehr schwierig, die Mitnehmerstollen
der oberen und der unteren Kette so auf das unsymmetrische Profil abzustimmen, daß beide Raupenketten
gleiche Abzugsmomente und -geschwindigkeiten auf das Abzugsgut übertragen. Bei der Dimensionierung*der Mitnehmer-
Stollen muß zusätzlich beachtet werden, daß die Kettenglieder
durch die Mitnehmerstollen nicht zu sehr auf Biegung beansprucht und vorzeitig verschliessen werden.
Nach dem derzeitigen Stand der Technik hat man versucht, die geschilderten Schwierigkeiten dadurch zu umgehen,
daß jeder Raupe ein eigener Antriebsmotor zugeordnet wurde und daß die Geschwindigkeit der Motoren gegeneinander verstellt
werden konnte. Mit dieser Anordnung ist es möglich, bei ausreichender Erfahrung und mit etwas Probieren die
Geschwindigkeiten so einzuregeln, daß die Abzugsmomente und -geschwindigkeiten der beiden Ketten gleich sind. Da
sich jedoch wie geschildert die Verhältnisse im Laufe des Betriebs unkontrolliert verändern, müßte die Drehzahleinstellung
ständig korrigiert werden, wobei durch weitere Versuche geklärt werden müßte, in welche Richtung und mit
welcher Stärke die Korrektur erfolgen muß. In der Praxis
sind deshalb die Ergebnisse bei einem Einzelantrieb der Raupenketten nicht besser als die Ergebnisse bei einem
gemeinsamen Antrieb der Raupenketten. Da außerdem die Kosten derartiger Anlagen mit Mehrmotoren-Antrieb höher
sind, konnten sie sich trotz ihrer theoretisch idealen Voraussetzungen nicht durchsetzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Raupenabzug der eingangs beschriebenen Art
dahingehend zu verbessern, daß auf einfachste Art und Weise gleiche Abzugsgeschwindigkeiten und -momente zwischen
dem Abzugsgut und den beiden Raupenketten erzielbar sind.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs 1.
Bei der vorliegenden Erfindung wird der seit Jahrzehnten bekannte Effekt genutzt, daß ein Differentialge-
triebe einen Ausgleich von Geschwindigkeit und Drehmoment seiner beiden Abgangswellen ermöglicht. Die Aufgabe des
Differentialgetriebes besteht darin, bei kraftschlüssiger Verbindung beider Raupen mit dem zwischen ihnen liegenden
Abzugsgut gleiche Abzugsmomente an der unteren und oberen Raupe zu realisieren. Sind die maßgebenden Parameter, d.h.
wirksamer Teilkreisdurchmesser der Kettenräder, Geschwindigkeit, Reibungskoeffizient usw. bei oberer und unterer Raupe
gleich, so ist kein Ausgleich erforderlich, d.h. die Ausgleichsräder im Differentialgetriebe drehen sich nicht um
ihre Achse, sondern wirken als feste Brücke zwischen den beiden Abgangsrädern. Verändern sich diese Parameter, beispielsweise
weil eine der Ketten verschlissen ist, so regulieren die Ausgleichsräder die Abzugsmomente der beiden
Raupen selbsttätig und ohne zeitliche Verzögerung auf gleiche Werte, ohne daß eine Bedienungsperson oder eine
elektronische Steuerung eingreifen müßte.
Abgesehen davon, daß eine Anlage mit nur einem Antriebsmotor und Differentialgetriebe preiswerter herzustellen
und einfacher zu warten ist als eine Anlage mit Mehrmotoren-Antrieb und elektronischer Steuerung, hat sich
überraschenderweise herausgestellt, daß der nach bisheriger Ansicht unvermeidliche erhöhte Verschleiß der unteren Raupenkette
reduziert wird, so daß obere und untere Raupenkette jetzt gleich lange Lebensdauer haben.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die Kettenräder von oberer und unterer Raupe voneinander
abweichende Durchmesser besitzen. War es bisher beispielsweise beim Abziehen von U-förmigen Profilen erforderlich,
die MitnehmerstoIlen der oberen Raupenkette auf die Enden der U-Schenkel wirken zu lassen, so ist es jetzt
möglich, die Mitnehmerstollen direkt auf den Boden des U-Profils
einwirken zu lassen. Beim Auswechseln der Ketten-
räder ist es noch nicht einmal erforderlich, das Übersetzungsverhältnis
des Getriebes an die geänderten Kettenraddurchmesser anzupassen, da das Differentialgetriebe
nicht nur die Abzugsmomente, sondern auch die Abzugsgeschwindigkeiten selbsttätig ausgleicht.
Die Erfindung ermöglicht es erstmals, Kettenräder, Raupen und Mitnehmerstollen allein auf die geometrische
Form des Abzugsgutes zu optimieren, ohne dabei Verformungen oder Beschädigungen des Abzugsgutes zu riskieren.
Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
soll die Erfindung sowie ihre Vorteile erläutert werden. Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Zwei-Rupenabzug,
Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht des Einzugs eines ersten Zwei-Raupenabzugs,
Fig. 3 eine Frontansicht des ersten Raupenabzugs der Fig. 2,
Fig. 4 eine Draufsicht auf den Einzug eines zweiten Raupenabzugs,
Fig. 5 eine Frontansicht des zweiten Raupenabzugs der Fig. 4 und
Fig. 6 eine geschnittene Frontansicht eines dritten Raupenabzugs.
In Fig. 1 erkennt man einen Antriebsmotor 1, der die
Eingangswelle eines Reduzier- und Differentialgetriebes
antreibt. Die untere Abgangswelle 3 des Differentialgetriebes
2 ist über eine feste Kupplung 4 mit einer Antriebswelle 5 für die untere, starr am Fundament gelagerte Raupe gekoppelt.
Auf der unteren Welle 5 ist ein Kettenrad 6 befestigt. Auf dem Kettenrad 6 läuft eine Antriebskette 7,
auf deren Kettengliedern über (nicht dargestellte) Stollenträger profilierte Mitnehmerstollen 8 auswechselbar befestigt
sind.
Die obere Abgangswelle 10 des Differentialgetriebes 2
ist über eine kardanische Kupplung 11 mit einer Antriebswelle
12 für die obere Raupe gekoppelt. Die kardanische Kupplung 11 ist erforderlich, da die obere Raupe im Schwerpunkt
pendelnd gelagert ist und von zwei Pneumatik-Zylindern bewegt und an das Abzugsgut angedrückt wird. Auf der oberen
Antriebswelle 12 ist ein Kettenrad 13 befestigt, welches eine obere Raupenkette 14 antreibt, auf der profilierte
Stollen 15 auswechselbar befestigt sind. Bei dem Abzugsgut handelt es sich um ein extrudiertes Kunststoffrohr 9. Aus
diesem Grund sind die Mitnehmerstollen 8, 15 prismatisch
profiliert.
Die Fig. 2 und 3 zeigen den Einzugsbereich eines Zwei-. Raupenabzugs. Man erkennt von der unteren starr gelagerten
Raupe das vordere Kettenrad 6 sowie ein Stück der Raupenkette 7 und die Mitnehmerstollen 8. Von der oberen, pendelnd
gelagerten Raupe erkennt man das vordere Kettenrad 13, die Raupenkette 14 sowie die Mitnehmerstollen 15. Die Mitnehmerstollen
8, 15 erfassen das Abzugsgut 9 von oben und unten. Die obere bzw. untere Kette 7 bzw. 14 laufen mit den Geschwindigkeiten
ν bzw. ν , das Abzugsgut 9 wird mit der Geschwindigkeit ν abgezogen. Da es sich bei dem als Abzugsgut angenommenen Rohr 9 um ein symmetrisches Profil handelt,
sind die Geschwindigkeiten ν, ν und ν gleich. Da die
Durchmesser der Kettenräder 6 bzw. 13 ebenfalls gleich sind,
sind - gleicher Zustand der Ketten 7 bzw. 14 angenommen auch
ihre Drehzahlen gleich.
Die Fig. 4 und 5 zeigen den Einzugsbereich eines anderen Zwei-Raupenabzugs. Als Abzugsgut ist hier ein U-Profil
9.1 mit schmaler Basis und-extrem langen Schenkeln angenommen. Das obere Kettenrad 13.1 besitzt einen erheblich
größeren Durchmesser als das untere Kettenrad 6. Auf diese Weise ist es möglich, daß die Mitnehmerstollen 15.1 der
oberen Raupe auf die Basis des ü-Profils einwirken. Bei
einer Anordnung wie in Fig. 2 müßten die Mitnehmerstollen der oberen Raupe auf die beiden Enden der Schenkel drücken,
wodurch die Reibungsverhältnisse zwischen den oberen Mitnehmerstollen und dem Abzugsgut durch zusätzliche Maßnahmen
den Reibungsverhältnissen zwischen den unteren Mitnehmerstollen und dem Abzugsgut angepaßt werden müssen.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 sind
die Geschwindigkeiten ν, ν und ν gleich. Aufgrund der unterschiedlichen
Durchmesser der Kettenräder sind jedoch die Drehzahlen der Antriebswellen unterschiedlich. Mit Hilfe
des Differentialgetriebes gelingt es jedoch, die Drehzahlen der Antriebswellen sich selbsttätig so einstellen zu lassen,
daß Abzugsgeschwindigkeiten und -momente gleich bleiben.
Fig. 6 zeigt ein extremes Beispiel für die Möglichkeit, die obere und untere Raupe völlig freizügig zu gestalten.
Auf der unteren Antriebswelle 5 ist ein einzelnes Kettenrad 6.1 befestigt, welches eine extrem breite Raupenkette
7.1 mit ebenfalls extrem breiten Mitnehmerstollen 8.1 antreibt.
Auf der oberen Antriebswelle 12 sind zwei Kettenräder 13.2 bzw. 13.3 befestigt. Jedes Kettenrad 13.2 bzw. 13.3
treibt eine eigene Raupenkette 14.2 bzw. 14/3 an. Die Raupen-
ketten 14.2 bzw. 14.3 und die auf ihnen befestigten Mitnehmerstollen
15.2 bzw. 15.3 sind extrem schmal. Abzugsgut ist ein extrem breites U-Profil 9.2 und die Mitnehmerstollen
15.2/ 15.3 der beiden oberen Raupenketten 14.2, 14.3 drücken
auf den Boden des U-Profils, während die Mitnehmerstollen
8.1 der unteren Raupe auf die ganze Fläche des U-Profilbodens
wirken.. Es ist leicht einzusehen, daß die schmalen Mitnehmersto11en der oberen Raupe wesentlich billiger herzustellen
und einfach zu montieren sind als die breiten Mitnehmerstollen der unteren Raupe. Trotz der extrem unterschiedlichen
Verhältnisse gelingt es jedoch, durch den Einsatz des Differentialgetriebes gleiche Abzugsgeschwindigkeiten
für die obere und die untere Raupe zu erreichen.
- Leerseite -
Claims (2)
- ΡΛΤΕΝΤΑΝ WÄJLTE-. W. GOLLWITZER · DIPL.-ING. F. W. MOLL·6740 LANDAU/PFALZ · LANG8TEA8BE 5POSTFACH 2080 · TELEFON 06341/20035, 87000 · TELEX 04 63333 POSTSCHECK LtTDWIGSHAFEN 2T 6β2-β7β · DEUTSCHE BANK LANDAU 02 154OO (BLZ 548 70095)14. Februar 1983 Mr.Vobau Artur Baston Gesellschaft für Vorrichtungsbau mit beschränkter Haftung, Blieskastel-Breitfurt11 Raupenabzug"PatentansprücheRaupenabzug zum kontinuierlichen Abziehen von extrudierten Rohren oder Profilen, enthaltend:- eine fest gelagerte untere Raupe,- eine beweglich gelagerte obere Raupe,- einen Motorantrieb für die Raupen, wobei die Raupen umfassen:- eine endlose Raupenkette, bestehend aus Rollenketten, mit Stollenträgern bestückt, auf den auswechselbare Stollen befestigt sind, und über Kettenräder laufendgekennzeichnet durch das Merkmal:- der Antrieb der Raupenketten (7, 14) erfolgt durch einen einzigen Motorantrieb (1) über ein Differentialgetriebe (2) . ■
- 2. Raupenabzug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal:- die Kettenräder (6, 13) von oberer und unterer Raupe (7, 14) besitzen voneinander abweichende Durchmesser.
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