DE4221920C2 - Wall thickness measuring device with calibration device - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Extrudieranlage für Langprodukte, insbesondere Kunststoffrohre, mit einem Extruder, einer diesem nachgeordneten wassergekühlten und mit Unterdruck beaufschlagbaren Kalibrierhülse und einer einen Ultraschallsensor aufweisenden Wanddickenmeßvorrichtung.The invention relates to an extrusion system for Long products, especially plastic pipes, with a Extruder, a downstream water-cooled and calibration sleeve with a vacuum and one an ultrasonic sensor Wall thickness measuring device.

Zur Messung der Wanddicke des mittels der Extrudieranlage hergestellten Langproduktes, insbesondere der Wanddicke des Kunststoffrohres sind Ultraschall-Wanddickenmeßgeräte gebräuchlich, die auf der Laufzeitmessung des in das Produkt eingeleiteten Ultraschallsignals basieren. Dabei hängt die Laufzeit des Ultraschallsignals von den Materialeigenschaften und der Temperatur des extrudierten Produktes ab. Um eine möglichst genaue Aussage über die Wanddicke entlang des Umfanges des Langproduktes zu erhalten, ist es erforderlich, daß die Temperatur des extrudierten Produktes an den Meßpositionen der üblicher­ weise gleichmäßig über den gesamten Umfang verteilt angeordneten Ultraschallsensoren konstant ist.For measuring the wall thickness of the using the extrusion system manufactured long product, especially the wall thickness of the plastic pipe are ultrasonic wall thickness gauges in use, based on the transit time measurement of that in the Product initiated ultrasound signal based. Here the transit time of the ultrasonic signal depends on the Material properties and the temperature of the extruded Product. To make the most accurate possible statement about the Wall thickness along the circumference of the long product obtained, it is necessary that the temperature of the extruded product at the measuring positions of the usual distributed evenly over the entire circumference  arranged ultrasonic sensors is constant.

Aus der DE 39 06 363 C1 ist eine Extrudieranlage der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Wanddickenmeßvorrichtung zwischen dem Extruder und einer Kühleinrichtung angeordnet ist, wobei hierbei umlaufende Sensoren vorgesehen sind, die um eine ortsfeste, wassergekühlte und mit Unterdruck beaufschlagte Kalibrierhülse rotieren. Mit einer solchen Vorrichtung läßt sich zwar die Temperaturverteilung über den Umfang vereinheitlichen, doch kann es auch hier noch zu nicht tolerierbaren Temperaturinhomogenitäten kommen. Darüber hinaus ist die bekannte Vorrichtung vergleichsweise kompliziert sowohl im Aufbau als auch in der Handhabung, da beim Übergang von einem Extrudierdurchmesser auf einen anderen umfangreiche Umrüstarbeiten erforderlich sind.From DE 39 06 363 C1 an extrusion system is the beginning known type known, in which the wall thickness measuring device arranged between the extruder and a cooling device is, in which case revolving sensors are provided which a stationary, water-cooled and with negative pressure Rotate the loaded calibration sleeve. With one Although the device can distribute the temperature over the Unify the scope, but it still cannot tolerable temperature inhomogeneities. About that in addition, the known device is comparatively complicated both in structure and in handling, because when changing from one extrusion diameter to another other extensive retrofitting work is required.

Eine mit dem vorstehend erörterten Stand der Technik vergleichbare Vorrichtung ist aus der DE 39 36 496 A1 bekannt. Auch bei dieser Vorrichtung ist die Wanddickenmeßvorrichtung unmittelbar hinter einer wassergekühlten Kalibrierhülse befestigt. Damit weist diese Vorrichtung die gleichen Vor- und Nachteile auf, wie sie auch bei der vorstehend erörterten Anlage verwirklicht sind.One with the prior art discussed above comparable device is from DE 39 36 496 A1 known. In this device, too Wall thickness measuring device immediately behind one water-cooled calibration sleeve attached. So this points Device has the same advantages and disadvantages as they do are realized in the system discussed above.

Eine weitere Extrudieranlage für Kunststoffrohr ist aus der DE 40 33 443 A1 bekannt. Im Unterschied zu der vorstehend erörterten Anlage ist bei dieser Anlage die der Kalibrierhülse nachgeordnete Wanddickenmeßvorrichtung in einer eigenen Kammer untergebracht, die unter Unterdruck gesetzt werden kann. Die ihr vorgeordnete Kalibrierhülse ist ebenfalls mit einer unter Unterdruck stehenden Kammer umgeben. Um einen Druckausgleich zwischen diesen beiden Kammern zu erzielen, können die Kammern miteinander verbunden werden. Gleichzeitig ist aber der Unterdruck in den Kammern separat veränderbar. Um dies zu ermöglichen, weist die die Wanddickenmeßvorrichtung umgebende Kammer im Bereich ihrer Durchgangsöffnungen für ein zuvor extrudiertes und in der Kalibrierhülse kalibriertes Kunststoffrohr Dichtungen auf, die an der Außenseite des bei Eintritt in die Kammer formsteifen Kunststoffrohres anliegen und sicherstellen, daß sich weder zwischen der Kammer und der Unterdruckkammer der Kalibrierhülse noch zwischen der Umgebung und der betreffenden Kammer ein ungewollter Druckausgleich einstellt.Another extrusion system for plastic pipe is from the DE 40 33 443 A1 known. Unlike the previous one The system discussed is the system for this system Calibration sleeve downstream wall thickness measuring device in its own chamber, which is under negative pressure can be set. The calibration sleeve upstream of it is also with a chamber under negative pressure surround. To balance the pressure between these two To achieve chambers, the chambers can be interconnected become. At the same time, however, there is negative pressure in the chambers can be changed separately. To make this possible, the Wall thickness measuring device surrounding the chamber in the area Through openings for a previously extruded and in the  Calibration sleeve calibrated plastic pipe seals on, the one on the outside of when entering the chamber dimensionally stable plastic pipe and ensure that between the chamber and the vacuum chamber Calibration sleeve still between the environment and the chamber in question sets an unwanted pressure equalization.

Der Vorteil der aus der DE 40 33 443 A1 bekannten Extrudieranlage besteht darin, daß bei dieser Anlage die Kühlung während des Kalbriervorganges nicht so stark sein muß, daß das Kunststoffrohr vollständig aushärtet. Statt dessen stellt der Unterdruck in der die Wanddickenmeßvorrichtung umgebenden Kammer sicher, daß es im Bereich der Wanddickenmeßvorrichtung nicht zu Formveränderungen des noch nicht vollständig ausgehärteten Rohres kommt. Somit kann bei der bekannten Anlage der Aufwand sowohl für die Kühlung der Kalibrierhülse als auch für die endgültige Abkühlung des Rohres vermindert werden. Da sich die in der bekannten Extrudieranlage eingesetzte Wanddickenmeßvorrichtung selbst jedoch nicht wesentlich von den vorstehend erläuterten Vorrichtungen unterscheidet, besteht auch bei dieser Vorrichtung das Problem, daß sie vergleichsweise kompliziert sowohl im Aufbau als auch in der Handhabung ist. Darüber hinaus findet, wie bei den anderen Anlagen auch, die Wanddickenmeßvorrichtung erst zu einem relativ späten Zeitpunkt statt. Dies hat zur Folge, daß Fehler, die beispielsweise durch eine falsche Einstellung des Extruders verursacht werden, erst zu einem vergleichsweise späten Zeitpunkt erkannt werden können.The advantage of those known from DE 40 33 443 A1 Extrusion system is that in this system Cooling should not be as strong during the calibrating process must ensure that the plastic tube hardens completely. Instead, the negative pressure in the Chamber thickness surrounding chamber ensure that it is in Area of the wall thickness measuring device not too Changes in shape of the not yet fully cured Rohres is coming. Thus, the effort in the known system for cooling the calibration sleeve as well as for the final cooling of the tube can be reduced. That I that used in the known extrusion system Wall thickness measuring device itself, however, not significantly distinguishes the devices explained above, there is also the problem with this device that it comparatively complicated both in structure and is in use. In addition, as with the other systems too, the wall thickness measuring device only too a relatively late point in time. This has the consequence that Errors caused, for example, by an incorrect setting of the Extruders are caused to be comparatively first can be recognized late.

Weitere Vorrichtungen zum Kalibrieren von extrudierten Profilen sind aus den DE-OS 22 39 746 und DE-OS 22 39 747 bekannt, wobei diese bekannten Vorrichtungen jedoch nicht mit einer Wanddickenmeßvorrichtung ausgestattet sind. Bei der in der DE-OS 22 39 746 beschriebenen Kalibriervorrichtung gelangt das aus dem Extruder austretende Profil zunächst in einen Bereich der Kalibriervorrichtung, der mit regelmäßig angeordneten und unter Unterdruck stehenden Saugschlitzen ausgestattet ist. In diesem Bereich wird das noch weiche Profil auf seine vorläufige Form gebracht und gelangt daran anschließend in einen zweiten Bereich, in dem es durch Wasserkühlung bis zu seiner Formsteife abgekühlt wird. Demgegenüber sind bei der Vorrichtung nach der DE-OS 22 39 747 die Saugschlitze regelmäßig über die gesamte Länge der Kalbriervorrichtung verteilt und von dem für die Kühlung des Rohres bestimmten Wasser umgeben, so daß bei dieser Vorrichtung die Abmessungen des Profils über die gesamte Länge der Kalibriervorrichtung mittels Unterdruck bestimmt werden und gleichzeitig eine kontinuierliche Abkühlung des Profils vorgenommen wird.Other devices for calibrating extruded Profiles are from the DE-OS 22 39 746 and DE-OS 22 39 747 known, these known However, devices do not have a wall thickness measuring device are equipped. At the in the DE-OS 22 39 746 described The calibration device gets what comes out of the extruder Profile first in an area of the calibration device,  the one with regularly arranged and under negative pressure standing suction slots. In this area the still soft profile becomes its preliminary shape brought and then arrives in a second Area where it is cooled by water to its Stiff form is cooled. In contrast, the Device according to the DE-OS 22 39 747 the suction slots regularly over the entire Length of the calibrating device distributed and of that for the Cooling the tube surrounded certain water, so that at this device the dimensions of the profile over the entire length of the calibration device by means of negative pressure be determined while maintaining a continuous Cooling of the profile is made.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Extrudieranlage der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß zum einen die Genauigkeit des Wanddickenmeßgerätes verbessert wird und zum anderen der maschinentechnische Aufwand zur Umrüstung der Anlage reduziert wird.The invention has for its object a Extrusion system of the type mentioned above to further develop that, on the one hand, the accuracy of the Wall thickness measuring device is improved and the other mechanical expenditure for retrofitting the system is reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Extrudieranlage für Langprodukte der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Kalibrierhülse eine Haltevorrichtung vorgeordnet ist, von der mindestens ein Ultraschallsensor ortsfest mit vorgebbarem Abstand seines Meßkopfes zur Außenfläche des Langproduktes getragen ist, und daß die Haltevorrichtung eine lösbare Vorsatzhülse aufweist, deren Durchmesser dem einlaufseitigen Innendurchmesser der Kalibrierhülse derart entspricht, daß die Vorsatzhülse eine Vorkalibrierung übernimmt. This object is achieved according to the invention in an extrusion system solved for long products of the type mentioned at the beginning, that the calibration sleeve is preceded by a holding device, of which at least one ultrasonic sensor is stationary predeterminable distance of its measuring head to the outer surface of the Long product is worn, and that the Holding device has a releasable attachment sleeve, the Diameter is the inside diameter of the inlet Calibration sleeve corresponds in such a way that the attachment sleeve is a Pre-calibration takes over.  

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß durch die örtliche Nähe zwischen Austritt des extrudierten Produktes aus der Düse des Extruders und der Position des Ultraschallsensors nur ein kurzer räumlicher Abstand besteht. Hierdurch hat das extrudierte Langprodukt über seinen gesamten Umfang dennoch den selben Temperaturwert wie beim Austritt aus der Extruderdüse, weil bis zur Position der Ultraschallsensoren nur eine unwesentliche Kühlung durch die Umgebungsluft stattgefunden hat. Neben dem Vorteil der Temperaturvergleichmäßigung hat die erfindungsgemäß erfolgende frühzeitige Wanddickenmessung den weiteren Vorteil, daß die Produktqualität durch die extrem kurze Totzeit des Wanddickenregelprozesses erheblich verbessert werden kann. Mit der Wanddickenmessung kombinierbar ist gemäß der Erfindung auch bereits eine Kalibrierung des Langproduktes möglich, da die lösbare Vorsatzhülse der Haltevorrichtung als in Richtung des Extruders verlängerte Kalibrierhülse wirkt. Weitere Vorteile bestehen darin, daß durch die ortsfeste Anordnung des mindestens einen Ultraschallsensors eine störunanfällige und mechanisch vereinfachte Wanddickenmeßvorrichtung geschaffen wurde. Durch die Lösbarkeit der Vorsatzhülse wird ermöglicht, daß diese gemeinsam mit der Kalibrierhülse ausgetauscht werden kann, wenn eine Umstellung der Produktion auf einen anderen Durchmesser des Langproduktes erfolgen soll, ohne daß die Sensorik der Wanddickenmeßvorrichtung ausgewechselt werden muß. Der vorgegebene Abstand zwischen Meßkopf und Außenfläche kann beliebig zwischen dem Wert 0, wobei der Meßkopf direkt auf der Außenfläche angeordnet ist, und einem anderen gewünschten Vorgabewert variiert werden, so daß sich auch hierdurch eine leichte Anpassung an unterschiedliche Produktdurchmesser ergibt. The invention is characterized in that local proximity between the exit of the extruded Product from the nozzle of the extruder and the position of the Ultrasonic sensor only a short spatial distance consists. As a result, the extruded long product has over its entire circumference still the same temperature value as when exiting the extruder nozzle, because up to Position of the ultrasonic sensors only an insignificant Cooling by the ambient air has taken place. Next has the advantage of temperature equalization Early wall thickness measurement according to the invention the further advantage that the product quality through extremely short dead time of the wall thickness control process can be significantly improved. With the Wall thickness measurement can be combined according to the invention a calibration of the long product is already possible, since the releasable attachment sleeve of the holding device as in Calibration sleeve extended in the direction of the extruder acts. Other advantages are that by the fixed Arrangement of the at least one ultrasonic sensor failure-prone and mechanically simplified Wall thickness measuring device was created. Through the Detachability of the attachment sleeve is made possible that this can be replaced together with the calibration sleeve can, if a change of production to a other diameter of the long product should take place without that the sensors of the wall thickness measuring device must be replaced. The specified distance between measuring head and outer surface can be between the value 0, with the measuring head directly on the outer surface is arranged, and another desired default value can be varied so that this is also easy Adaptation to different product diameters results.  

Wenn in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, daß Haltevorrichtung und Vorsatzhülse eine geschlossene Kammer bilden, innerhalb der ein Innenraum vorgesehen ist, in dem der mindestens eine Ultraschallsensor mit einem Kühlmittel, insbesondere Wasser umspülbar ist, erhöht sich die Meßgenauigkeit der Wanddickenmeßvorrichtung weiter. Die hierdurch erfolgende intensive Kühlung im Bereich des Raumes zwischen Meßkopf des Ultraschallsensors und Außenfläche des Langproduktes gewährleistet, daß speziell im Einlaufbereich kein Verkleben der heißen Masse des Langproduktes stattfindet. Die aus Haltevorrichtung und Vorsatzhülse gebildete geschlossene Kammer kapselt den Ultraschallsensor ein, so daß auch unter rauhen Betriebsbedingungen eine gute Funktionalität gewährleistet ist.If it is provided in an embodiment of the invention, that holding device and attachment sleeve a closed Form chamber within which an interior is provided is in which the at least one ultrasonic sensor with a coolant, in particular water, can be washed around, increases the accuracy of measurement Wall thickness measuring device further. The hereby intensive cooling in the area of the room between the measuring head of the ultrasonic sensor and the outer surface of the long product ensures that especially in Inlet area no sticking of the hot mass of the Long product takes place. The holding device and Enclosure sleeve formed encapsulates the Ultrasonic sensor so that even under rough Operating conditions good functionality is guaranteed.

Wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, daß die Mantelfläche der Vorsatzhülse Öffnungen aufweist, durch die der Innenraum mit dem Außenumfang des Langproduktes in Verbindung steht, wird hierdurch die Kalibrierfunktion der Anlage unterstützt, da der Außenmantel des Langproduktes gegen die Hülse gezogen wird. Durch die Öffnungen in der Mantelfläche kann nicht nur ein innerhalb der geschlossenen Kammer herrschender Unterdruck weitergeleitet werden, sondern auch Kühlmittel durchtreten, so daß die Effektivität der Kühlung weiter verbessert wird.If according to a further embodiment of the invention it is provided that the outer surface of the facing sleeve Has openings through which the interior with the Outer circumference of the long product is connected this supports the calibration function of the system, since the outer jacket of the long product against the sleeve is pulled. Through the openings in the outer surface can't just be one inside the closed chamber prevailing negative pressure, but also pass coolant, so that the effectiveness of Cooling is further improved.

Wenn der Innenraum über radiale Bohrungen mit einem weiteren Innenraum derart in Verbindung steht, daß durch die Bohrungen Kühlmittel aus einer Quelle in den den Meßkopf des Ultraschallsensors umgebenden Innenraum förderbar ist, läßt sich die Kühlung des Langproduktes weiter verbessern, da durch die Querschnittsverengung und das nachfolgende Austreten des Kühlmittels in den den Meßkopf umgebenden inneren Raum eine Verwirbelung stattfindet.If the interior has radial holes with a further interior is connected in such a way that the holes coolant from a source in the Measuring head of the interior surrounding the ultrasonic sensor the cooling of the long product can be promoted further improve because of the narrowing of the cross section and the subsequent leakage of the coolant into the  Measuring head surrounding inner space a swirl takes place.

Hierzu können noch zusätzlich sogenannte Wirbelkammern vorgesehen sein. Die Verwirbelung des Kühlmittels hat darüber hinaus den Vorteil, daß der Meßkopf von Verunreinigungen oder Luftblasen befreit wird, die zu einer Verfälschung des Meßergebnisses führen würden.For this purpose, so-called vortex chambers can also be used be provided. The swirl of the coolant has moreover the advantage that the measuring head of Impurities or air bubbles that get rid of would falsify the measurement result.

Vorteilhaft ist weiterhin vorgesehen, daß der Einlaufbereich der Vorsatzhülse mit einer zusätzlichen Kühlung versehen ist. Hierdurch läßt sich nämlich die Abkühlrate beim Auftreffen des Langproduktes auf die Vorsatzkammer weiter erhöhen. Dies ist bei bestimmten Werkstoffen, beispielsweise bei der Extrusion von Polyolefinen vorteilhaft.It is also advantageously provided that the Inlet area of the attachment sleeve with an additional one Cooling is provided. This allows the Cooling rate when the long product hits the Increase the front chamber further. This is certain Materials, for example in the extrusion of Polyolefins beneficial.

Wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mindestens zwei am Außenumfang des Langproduktes versetzt angeordnete Ultraschallsensoren vorgesehen sind, aus deren Ausgangssignaldifferenz ein Regelsignal für die Einstellung der Wanddicke des Langproduktes ableitbar ist, läßt sich die Genauigkeit der Wanddickenmeßvorrichtung vorteilhaft in einem Regelkreis anwenden. In Abhängigkeit von der von den Sensoren gemessenen Signaldifferenz wird als Stellgröße das oder die Halsbänder der Extrusionsdüse verstellt, so daß auf eine inhomogene Umfangsverteilung eingewirkt werden kann. Der hierdurch ausgebildete Regelkreis kann nahezu totzeitfrei auf ein Differenzsignal der Sensoren reagieren.If according to a further embodiment of the invention at least two offset on the outer circumference of the long product arranged ultrasound sensors are provided whose output signal difference is a control signal for the Setting the wall thickness of the long product can be derived is, the accuracy of the Wall thickness measuring device advantageously in a control loop apply. Depending on that of the sensors measured signal difference is used as the manipulated variable or the collars of the extrusion die adjusted so that on an inhomogeneous circumferential distribution can be affected. The control loop thus formed can almost on a differential signal from the sensors react.

Eine kostengünstige Realisierung läßt sich erreichen, wenn die Unterdruckbeaufschlagung der Öffnungen der Vorsatzkammer über die Vakuumversorgung aus der Kalibriereinrichtung erfolgt. Die bereits installierten Mittel für die Vakuumversorgung der Kalibriereinrichtung können hierdurch ausgenutzt werden.A cost-effective implementation can be achieved when pressurizing the openings of the Front chamber via the vacuum supply from the Calibration device is carried out. The already installed  Means for vacuum supply to the calibration device can be exploited in this way.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Extrudieranlage für Langprodukte der eingangs genannten Art auch dadurch gelöst, daß der Kalibrierhülse eine Haltevorrichtung vorgeordnet ist, von der mindestens ein Ultraschallsensor mit vorgebbarem Abstand seines Meßkopfes zur Außenfläche des Langproduktes getragen ist, wobei der mindestens eine Ultraschallsensor auf der Haltevorrichtung konzentrisch zum Langprodukt drehbar gelagert ist, und daß die Haltevorrichtung eine lösbare Vorsatzhülse aufweist, deren Durchmesser dem einlaufseitigen Innendurchmesser der Kalibrierhülse derart entspricht, daß die Vorsatzhülse eine Vorkalibrierung übernimmt.The task is according to the invention in a Extrusion system for long products of the aforementioned Art also solved in that the calibration sleeve a holding device is arranged, of the at least one ultrasonic sensor with a predeterminable Distance of its measuring head to the outer surface of the Long product is worn, the at least one Ultrasonic sensor concentric on the holding device is rotatably mounted to the long product, and that the Holding device has a releasable attachment sleeve, whose diameter is the inside diameter on the inlet side the calibration sleeve corresponds such that the Front sleeve takes over a pre-calibration.

Im Unterschied zur zuvor beschriebenen Variante zeichnet sich diese Lösung dadurch aus, daß der mindestens eine Ultraschallsensor nicht ortsfest sondern drehbeweglich gegenüber dem Umfang des Langproduktes angeordnet ist. Dies bietet die zusätzliche Möglichkeit einer rotierenden oder auch reversierenden Bewegung des oder der Sensoren in bezug auf Oberfläche des Langproduktes. Falls mehrere umfänglich versetzt angeordnete Ultraschallsensoren vorgesehen sind, müssen diese nur um einen der jeweiligen Winkelteilung entsprechenden Winkel verdreht werden, um den gesamten Umfang abzudecken.In contrast to the previously described variant this solution is characterized in that the at least one Ultrasonic sensor is not stationary but rotatable is arranged relative to the scope of the long product. This offers the additional possibility of rotating or also reversing movement of the sensor or sensors in relation to the surface of the long product. If more Ultrasound sensors arranged circumferentially offset are provided, they only need to be one of the respective Angle division corresponding angles are rotated to to cover the entire scope.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen: The invention is based on a Exemplary embodiment drawing closer explained. In detail show:  

Fig. 1 eine Extrusionsanlage im Axialschnitt und Fig. 1 shows an extrusion system in axial section and

Fig. 2 einen Ausschnitt der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung im Bereich der Wanddickenmeßvorrichtung. Fig. 2 shows a detail of the device shown in Fig. 1 in the region of the wall thickness measuring device.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, durchläuft das extrudierte Langprodukt, welches insbesondere ein Kunststoffrohr 3 sein kann, nach dem Austritt der heißen Kunststoffmasse aus den Düsen 2 des Extruders 1 zunächst den Bereich einer Vorsatzkammer 4, die einer Kalibriereinrichtung 5 vorgeordnet ist, welche eine wassergekühlte und unterdruckbeaufschlagte Kalibrierhülse aufweist. Nach dem Austritt aus der Kalibriereinrichtung 5 durchläuft das Rohr 3 den Bereich eines Raupenabzuges 6. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, besteht die Kalibriereinrichtung 5 im wesentlichen aus einer Kalibrierhülse 8, die an der dem extrudierten Rohr 23 zugeordneten Fläche Öffnungen 9 aufweist, durch die Unterdruck auf die Rohrmantelfläche einwirken kann. Die Kalibrierhülse 8 ist an einer Vorderwand 7 der Kalibriereinrichtung lösbar befestigt. Der Kalibriereinrichtung 5 vorgeordnet ist die Vorsatzkammer 4, die aus den in Fig. 2 dargestellten Elementen 10, 11 und 12 besteht.As can be seen from FIG. 1, after the hot plastic mass has emerged from the nozzles 2 of the extruder 1 , the extruded long product, which can in particular be a plastic tube 3 , first passes through the area of an attachment chamber 4 , which is arranged upstream of a calibration device 5 , which is a water-cooled one and has vacuum-loaded calibration sleeve. After exiting the calibration device 5 , the tube 3 passes through the area of a caterpillar take-off 6 . As shown in FIG. 2, the calibration device 5 essentially consists of a calibration sleeve 8 , which has openings 9 on the surface assigned to the extruded pipe 23 , through which negative pressure can act on the pipe jacket surface. The calibration sleeve 8 is detachably attached to a front wall 7 of the calibration device. Upstream of the calibration device 5 is the front chamber 4 , which consists of the elements 10 , 11 and 12 shown in FIG. 2.

Die Pfeilrichtung unterhalb von Fig. 2 kennzeichnet die Laufrichtung des extrudierten Langproduktes.The arrow direction below Fig. 2 indicates the direction of the extruded long product.

Die Vorsatzkammer besteht aus einer Rückwand 10, die über eine umlaufende Nut 24 gegen die Kalibrierhülse 8, an der die Rückwand 10 befestigt ist, abgedichtet ist. Die Rückwand 10 dient als Halteeinrichtung für einen Ultraschallsensor 13. Dazu verfügt die Rückwand 10 über Rippenbereiche, innerhalb der der zylindrisch ausgebildete Ultraschallsensor 13 axial derart verschiebbar ist, daß der Abstand zwischen Meßkopf und Außenfläche der Rohrwandung 23 innerhalb eines inneren Raumes 19 einstellbar ist.The front chamber consists of a rear wall 10 , which is sealed via a circumferential groove 24 against the calibration sleeve 8 , to which the rear wall 10 is attached. The rear wall 10 serves as a holding device for an ultrasonic sensor 13 . For this purpose, the rear wall 10 has rib areas within which the cylindrical ultrasonic sensor 13 is axially displaceable such that the distance between the measuring head and the outer surface of the tube wall 23 can be adjusted within an inner space 19 .

Die einlaufseitige Begrenzung der Vorsatzkammer bildet einen Deckel 11, welcher gemeinsam mit einer Vorsatzhülse 12 lösbar an der Rückwand 10 befestigt ist. Die Vorsatzhülse 12 weist an der dem Langprodukt zugewandten Fläche Schlitze 22 auf, durch die das extrudierte Langprodukt mit seiner Außenfläche mit dem im inneren der Vorsatzkammer gebildeten Innenraum drucktechnisch in Verbindung steht.The inlet-side boundary of the front chamber forms a cover 11 , which is releasably attached to the rear wall 10 together with a front sleeve 12 . The attachment sleeve 12 has slots 22 on the surface facing the long product, through which the extruded long product is connected with its outer surface in terms of printing technology to the interior formed in the interior of the front chamber.

Über einen Vakuumverteilring 20 und eine Vakuumbohrung 21 steht der Innenraum der Vorsatzkammer mit dem Innenvolumen der Kalibriereinrichtung 5 in Verbindung, so daß eine gemeinsame Evakuierung der Volumina erfolgen kann.The interior of the front chamber communicates with the inner volume of the calibration device 5 via a vacuum distribution ring 20 and a vacuum bore 21 , so that the volumes can be evacuated together.

Der Einlaufbereich 26 der Vorsatzkammer ist mit einer zusätzlichen Kühlung versehen.The inlet area 26 of the front chamber is provided with additional cooling.

Innerhalb der den Ultraschallsensor 13 tragenden Rippen sind radial verlaufende Bohrungen 15, 16 angeordnet, durch die das Kühlmittel, insbesondere Wasser, von einer oberen Kammer 25 in den inneren Raum 19 gelangen kann. Der Anschluß der Radialbohrungen 15, 16 in den inneren Raum erfolgt über Wirbelkammern 17, 18, in denen das mit Druck durch die Radialbohrungen 15, 16 hindurchgeleitete Kühlmittel verwirbelt wird.Radially running bores 15 , 16 are arranged within the ribs carrying the ultrasonic sensor 13 , through which the coolant, in particular water, can pass from an upper chamber 25 into the inner space 19 . The connection of the radial bores 15 , 16 into the inner space takes place via swirl chambers 17, 18 , in which the coolant passed with pressure through the radial bores 15 , 16 is swirled.

An der Oberseite der Vorsatzkammer befindet sich ein Anschluß 14 zur Zuführung des Kühlmittels, welcher auch zur Durchführung der elektrischen Anschlüsse des Ultraschallsensors 13, die allgemein mit dem Bezugszeichen 27 dargestellt sind, dient. At the top of the front chamber there is a connection 14 for supplying the coolant, which is also used to carry out the electrical connections of the ultrasonic sensor 13 , which are generally shown with the reference number 27 .

Die Funktion der erfindungsgemäßen Extrudieranlage ist wie folgt:The function of the extrusion system according to the invention is as follows:

Mittels der erfindungsgemäßen Extrudieranlage werden Kunststoffrohre 3 produziert, die unmittelbar nach Austreten aus der Düse 2 des Extruders 1 noch etwa die Temperatur der Massetemperatur des Extruders aufweisen. Die Vermessung der Wanddicke des austretenden Rohres 3 erfolgt im Bereich unmittelbar nach der Düse über über den Umfang des Rohres 3 versetzt angeordnete Ultraschallsensoren 13. Die Integration des Sensors in die Kalibriervorkammer gewährleistet, daß das zu messende Langprodukt über seine gesamte Breite bzw. seinen gesamten Umfang die gleiche Massetemperatur hat, weil bis zu dieser Stelle des Langproduktes nur unwesentlich über eine sehr kurze Distanz zwischen dem Austritt aus der Düse und der Meßposition Umgebungsluft kühlend auf das Rohr eingewirkt hat. Durch die Unterdruckbeaufschlagung des Rohres an der Vorsatzkammer erfolgt eine Vorkalibrierung des Rohres, noch bevor es in die eigentliche Kalibriervorrichtung 5 eintritt. Die intensive Kühlung durch den durch die Öffnungen 22 vermittelten Wärmeaustausch mit der gekühlten Vorsatzkammer gewährleistet, daß speziell im Einlaufbereich 26 der Vorsatzkammer kein Verkleben des heißen Rohres stattfindet.By means of the extrusion system according to the invention, plastic pipes 3 are produced which, immediately after emerging from the nozzle 2 of the extruder 1, still have approximately the temperature of the melt temperature of the extruder. The measurement of the wall thickness of the emerging tube 3 is carried out in the area immediately after the nozzle by means of ultrasonic sensors 13 which are offset over the circumference of the tube 3 . The integration of the sensor in the calibration pre-chamber ensures that the long product to be measured has the same melt temperature over its entire width or its entire circumference, because up to this point of the long product only insignificantly over a very short distance between the outlet from the nozzle and the Measuring position ambient air has a cooling effect on the pipe. Due to the negative pressure applied to the pipe at the front chamber, the pipe is precalibrated even before it enters the actual calibration device 5 . The intensive cooling through the heat exchange mediated through the openings 22 with the cooled front chamber ensures that, especially in the inlet region 26 of the front chamber, the hot tube does not stick.

Die beschriebene Extrudieranlage läßt sich sehr einfach auf unterschiedliche zu extrudierende Rohrdurchmesser umrüsten, da hierzu lediglich die Kalibrierhülse 8 und die Vorsatzhülse 12 ausgetauscht werden müssen, während der Ultraschallsensor 13 ortsfest an der tragenden Rückwand 10 der Vorsatzkammer verbleibt. Falls erforderlich, kann der Ultraschallsensor 13 in axialer Richtung auf den Rohrmantel hin oder von diesem weg bewegt werden, um den optimalen Abstand zwischen Meßkopf und Rohrmantel zu erreichen. Der innere Raum 19 kann dabei ganz oder vollständig mit Kühlmittel, insbesondere Wasser gefüllt sein, um eine optimale Ankopplung an das zu vermessende Produkt zu erreichen. Durch die Verwirbelung des Kühlmittels in den Wirbelkammern 18, 19, in die das Kühlmittel nach Durchgang durch die Radialbohrungen 15, 16 eintritt, wird der Meßkopf des Ultraschall­ sensors 13 freigespült und gleichzeitig der Kontakt über die Öffnung des inneren Raums 19 mit dem Außendurchmesser des Rohres 23 hergestellt. Dabei wird Kühlmittel über die Öffnungen 22 abgesaugt.The extrusion system described can be converted very easily to different pipe diameters to be extruded, since for this purpose only the calibration sleeve 8 and the attachment sleeve 12 have to be exchanged, while the ultrasonic sensor 13 remains stationary on the supporting rear wall 10 of the attachment chamber. If necessary, the ultrasonic sensor 13 can be moved in the axial direction towards or away from the tubular jacket in order to achieve the optimal distance between the measuring head and the tubular jacket. The inner space 19 can be completely or completely filled with coolant, in particular water, in order to achieve an optimal coupling to the product to be measured. Due to the swirling of the coolant in the swirl chambers 18 , 19 , into which the coolant enters after passing through the radial bores 15 , 16 , the measuring head of the ultrasonic sensor 13 is flushed out and at the same time the contact via the opening of the inner space 19 with the outside diameter of the tube 23 manufactured. Coolant is sucked out through the openings 22 .

Hierdurch ist gewährleistet, daß das Rohr 23 intensiv gekühlt wird und durch Anlage des Unterdrucks an die umlaufenden Öffnungen 22 vorkalibriert wird und im Bereich der Ultraschallsensoren 13 eine am gesamten Umfang gleiche Temperatur des Rohres 23 vorhanden ist.This ensures that the tube 23 is cooled intensively and is pre-calibrated by the application of the negative pressure to the circumferential openings 22 and that the temperature of the tube 23 is the same over the entire circumference in the region of the ultrasonic sensors 13 .

Durch die sehr kurze Bauform der Vorsatzkammer 4 ist einerseits eine einfache Montage möglich. Andererseits ist durch die vollkommene Abkapselung des Ultraschallsensors 13 eine Messung auch unter rauhesten Betriebsbedingungen möglich.Due to the very short design of the front chamber 4 , simple assembly is possible on the one hand. On the other hand, due to the complete encapsulation of the ultrasonic sensor 13, a measurement is possible even under the harshest operating conditions.

BezugszeichenlisteReference list

 1 Extruder
 2 Düse
 3 Langprodukt, Rohr
 4 Vorsatzkammer
 5 Kalibriereinrichtung
 6 Raupenabzug
 7 Vorderwand von Kalibriereinrichtung
 8 Kalibrierhülse
 9 Vakuumschlitze, Öffnungen
10 Rückwand von Vorsatzkammer
11 Deckel der Vorsatzkammer
12 Vorsatzhülse
13 Ultraschallsensor
14 Kühlmittelanschluß
15 + 16 radiale Bohrungen
17 + 18 Wirbelkammern
19 innerer Raum
20 Vakuumverteilring
21 Vakuumbohrung
22 Vakuumschlitze, Öffnungen
23 Rohr, Langprodukt
24 umlaufende Nut
25 Kammer
26 Einlaufbereich für Vorsatzkammer
27 elektrische Anschlüsse des Sensors 1 extruder
2 nozzle
3 long product, pipe
4 front chamber
5 calibration device
6 caterpillar take-off
7 front wall of calibration device
8 calibration sleeve
9 vacuum slots, openings
10 Rear wall of the front chamber
11 Cover of the front chamber
12 adapter sleeve
13 ultrasonic sensor
14 Coolant connection
15 + 16 radial holes
17 + 18 vortex chambers
19 inner space
20 vacuum distribution ring
21 Vacuum drilling
22 vacuum slots, openings
23 pipe, long product
24 circumferential groove
25 chamber
26 Inlet area for the front chamber
27 electrical connections of the sensor

Claims (10)

1. Extrudieranlage für Langprodukte, insbesondere Kunststoffrohre, mit einem Extruder (1), einer diesem nachgeordneten wassergekühlten und mit Unterdruck beaufschlagbaren Kalibrierhülse (8) und einer einen Ultraschallsensor (13) aufweisenden Wanddickenmeßvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrierhülse (8) eine Haltevorrichtung (10) vorgeordnet ist, von der mindestens ein Ultraschallsensor (13) ortsfest mit vorgebbarem Abstand seines Meßkopfes zur Außenfläche des Langproduktes (23) getragen ist, und daß die Haltevorrichtung (10) eine lösbare Vorsatzhülse (12) aufweist, deren Durchmesser dem einlaufseitigen Innendurchmesser der Kalibrierhülse (8) derart entspricht, daß die Vorsatzhülse (12) eine Vorkalibrierung übernimmt.1. extrusion system for long products, in particular plastic pipes, with an extruder ( 1 ), a downstream water-cooled and underpressurized calibration sleeve ( 8 ) and an ultrasonic sensor ( 13 ) having wall thickness measuring device, characterized in that the calibration sleeve ( 8 ) has a holding device ( 10 ) is arranged, of which at least one ultrasonic sensor ( 13 ) is fixed in place with a predeterminable distance of its measuring head to the outer surface of the long product ( 23 ), and that the holding device ( 10 ) has a detachable attachment sleeve ( 12 ), the diameter of which corresponds to the inside diameter of the inlet Calibration sleeve ( 8 ) corresponds in such a way that the attachment sleeve ( 12 ) takes over a pre-calibration. 2. Extrudieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Haltevorrichtung (10) und Vorsatzhülse (12) eine geschlossene Kammer bilden, innerhalb der ein Innenraum (17, 18) vorgesehen ist, in dem der mindestens eine Ultraschallsensor (13) mit einem Kühlmittel, insbesondere Wasser umspülbar ist.2. Extrusion system according to claim 1, characterized in that the holding device ( 10 ) and the attachment sleeve ( 12 ) form a closed chamber, within which an interior ( 17 , 18 ) is provided, in which the at least one ultrasonic sensor ( 13 ) with a coolant, water in particular is washable. 3. Extrudieranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Vorsatzhülse (12) Öffnungen aufweist, durch die der Innenraum (17, 18) mit dem Außenumfang des Langproduktes (23) in Verbindung steht. 3. Extrusion system according to claim 1 or 2, characterized in that the outer surface of the facing sleeve ( 12 ) has openings through which the interior ( 17 , 18 ) with the outer circumference of the long product ( 23 ) is connected. 4. Extrudieranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (17, 18) über radiale Bohrungen (15, 16) mit einem weiteren Innenraum (27) derart in Verbindung steht, daß durch die Bohrungen (15, 16) Kühlmittel aus einer Quelle in den den Meßkopf des Ultraschallsensors (13) umgebenden Innenraum (17, 18) förderbar ist.4. Extrusion system according to one of the preceding claims, characterized in that the interior ( 17 , 18 ) via radial bores ( 15 , 16 ) with a further interior ( 27 ) is connected in such a way that coolant through the bores ( 15 , 16 ) can be conveyed from a source into the interior ( 17 , 18 ) surrounding the measuring head of the ultrasonic sensor ( 13 ). 5. Extrudieranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufbereich (26) der Vorsatzhülse mit einer zusätzlichen Kühlung versehen ist.5. Extrusion system according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet region ( 26 ) of the attachment sleeve is provided with additional cooling. 6. Extrudieranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei am Außenumfang des Langproduktes versetzt angeordnete Ultraschallsensoren vorgesehen sind, aus deren Ausgangssignaldifferenz ein Regelsignal für die Einstellung der Wanddicke des Langproduktes ableitbar ist.6. Extrusion system according to one of the preceding Expectations, characterized in that at least two offset on the outer circumference of the long product arranged ultrasound sensors are provided whose output signal difference is a control signal for the Setting the wall thickness of the long product can be derived is. 7. Extrudieranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckbeaufschlagung der Öffnungen (22) der Vorsatzkammer über die Vakuumversorgung aus der Kalibriereinrichtung (5) erfolgt.7. Extrusion system according to one of the preceding claims, characterized in that the negative pressure is applied to the openings ( 22 ) of the front chamber via the vacuum supply from the calibration device ( 5 ). 8. Extrudieranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem inneren Raum (19) mindestens eine, insbesondere zwei Wirbelkammern (17, 18) vorgeordnet sind, in denen das aus den radialen Bohrungen (15, 16) austretende Kühlmittel verwirbelt wird.8. Extrusion system according to one of the preceding claims, characterized in that the inner space ( 19 ) at least one, in particular two vortex chambers ( 17 , 18 ) are arranged in which the coolant emerging from the radial bores ( 15 , 16 ) is swirled. 9. Extrudieranlage für Langprodukte, insbesondere Kunststoffrohre, mit einem Extruder (1), einer diesem nachgeordneten wassergekühlten und mit Unterdruck beaufschlagbaren Kalibrierhülse (8) und einer einen Ultraschallsensor (13) aufweisenden Wanddickenmeßvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrierhülse (8) eine Haltevorrichtung (10) vorgeordnet ist, von der mindestens ein Ultraschallsensor (13) mit vorgebbarem Abstand seines Meßkopfes zur Außenfläche des Langproduktes (23) getragen ist, wobei der mindestens eine Ultraschallsensor (13) auf der Haltevorrichtung (10) konzentrisch zum Langprodukt drehbar gelagert ist, und daß die Haltevorrichtung (10) eine lösbare Vorsatzhülse (12) aufweist, deren Durchmesser dem einlaufseitigen Innendurchmesser der Kalibrierhülse (8) derart entspricht, daß die Vorsatzhülse (12) eine Vorkalibrierung übernimmt.9. extrusion system for long products, in particular plastic pipes, with an extruder ( 1 ), a downstream water-cooled and underpressurized calibration sleeve ( 8 ) and an ultrasonic sensor ( 13 ) having wall thickness measuring device, characterized in that the calibration sleeve ( 8 ) has a holding device ( 10 ) is arranged upstream of which at least one ultrasonic sensor ( 13 ) is supported at a predeterminable distance from its measuring head to the outer surface of the long product ( 23 ), the at least one ultrasonic sensor ( 13 ) being rotatably mounted on the holding device ( 10 ) concentrically with the long product, and that the holding device ( 10 ) has a detachable attachment sleeve ( 12 ), the diameter of which corresponds to the inlet-side inner diameter of the calibration sleeve ( 8 ) in such a way that the attachment sleeve ( 12 ) takes over a pre-calibration. 10. Extrudieranlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere auf dem Umfang der Haltevorrichtung (10) versetzt angeordnete Ultraschallsensoren (13) vorgesehen sind.10. Extrusion system according to claim 9, characterized in that a plurality of offset ultrasonic sensors ( 13 ) are provided on the circumference of the holding device ( 10 ).