DE102006042110A1

DE102006042110A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Kalibrierung eines extrudierten Rohres

Info

Publication number: DE102006042110A1
Application number: DE102006042110A
Authority: DE
Inventors: Leopold Hackl
Original assignee: Cincinnati Extrusion GmbH
Current assignee: Cincinnati Extrusion GmbH
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2007-12-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines extrudierten Kunststoffprofiles (2), die einer Extrusionsdüse (6) nachgeschaltet und einem Vakuumtank (8) vorgeschaltet ist, wobei die Kalibrierung in einem unter Vakuum (4) gehaltenen Gehäuse (3) angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Kalibrierung ein zu einer Spirale gewickeltes Rohr (1) ist, wobei das gewickelte Rohr (1) mit seinem ersten Ende (9) fest mit dem Gehäuse (3) verbunden ist und das zweite Ende (10) gegenüber dem ersten Ende (9) im Gehäuse (3) verdrehbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verändern des Durchmessers einer Kalibrierung zur Erzeugung eines extrudierten Kunststoffprofiles, wobei ein Kunststoffstrang aus einer Düse (6) in eine in einem Gehäuse (3) unter Vakuum (4) gehaltenen Kalibrierung geleitet wird, wobei der Austrittsspalt der Düse (6) veränderbar ist, hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Durchmesser der Kalibrierung durch Verdrehen eines zu einer Spirale gewickelten Rohres (1) verändert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines extrudierten Kunststoffprofiles, die einer Extrusionsdüse nachgeschaltet und einem Vakuumtank vorgeschaltet ist, wobei die Kalibrierung in einem unter Vakuum gehaltenen Gehäuse angeordnet ist, sowie ein Verfahren zum Verändern des Durchmessers einer Kalibrierung zur Erzeugung eines extrudierten Kunststoffprofiles.
Bei der Herstellung von Kunststoffrohren mit unterschiedlichen Außendurchmessern sind die Wanddicken ebenfalls zu variieren. Es ist daher erforderlich, dass entsprechend dem Außendurchmesser des Rohres und der gewünschten, üblicherweise in Abhängigkeit des Außendurchmessers genormten Wanddicke des Rohres, entsprechende Werkzeuge ausgewechselt werden müssen. Dies bedingt ein Stillsetzen der Maschine, einen hohen Arbeitsaufwand für das Auswechseln der Werkzeuge und Verlust an Kunststoffmaterial, bis das neue Rohr wieder gezogen werden kann. Ein entsprechendes Ziehen des Rohres, um bei einem bestehenden Außendurchmesser ein Rohr geringerer Wandstärke herstellen zu können, verbietet sich deshalb, da die Molekülkette des Kunststoffes gereckt und damit orientiert wird, so dass dadurch die Festigkeit des Rohres negativ beeinflusst wird, der Schrumpfprozess und die Faltenbildung aber gefördert werden. Es kann beispielsweise mit einem Düsensatz zwei Durchmesser und zwei Wanddicken, also vier Rohrdimensionen hergestellt werden. Denkbar sind aber auch drei Durchmesser und drei Wanddicken. Auf jeden Fall ist bei Durchmesserwechsel die Kalibrierung zu tauschen und damit die Linie abzustellen.
Die EP 1 249 331 A2 beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren mit einem Extruder, einem sich in Produktionsrichtung an den Extruder anschließenden Rohrkopf und einer Kalibrierstation, in der Kalibrierwerkzeuge der Außenwandung des Rohres anliegen.
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass während der Produktionsphase der Massespalt des Rohrkopfes verstellbar ist und sich an den Ausgang des Rohrkopfes eine auf die Außenseite des noch nicht ausgehärteten Rohres wirkende Vakuum-Saugglocke anschließt, durch die der Massestrangdurchmesser gesteuert verändert werden kann. Weiterhin sind in der sich an die Vakuum-Saugglocke anschließenden Kalibrierstation während der Produktionsphase unterschiedliche Rohrdurchmesser einstellbar und es ist ein sich an die Kalibrierstation anschließendes Vakuum-Kalibrierbad vorgesehen, in dem das Rohr abgekühlt und ausgehärtet werden kann. Der Vakuum-Kalibrierbadauslass ist mit einer sich selbsttätig auf den Rohrdurchmesser einstellenden Vakuumabdichtung versehen.
Die DE 198 43 340 C2 schlägt eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren mit einem Extruder vor, wobei sich in Produktionsrichtung ein Rohrkopf und eine Kalibrierstation anschließen. Die Kalibrierstation weist Kalibrierwerkzeuge auf, die an der Außenwandung des Rohres anliegen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, als Kalibrierwerkzeuge eine Vielzahl von Lamellen über den Umfang des zu kalibrierenden Rohres aufeinander folgend im Abstand voneinander verteilt anzuordnen. Auch in Produktionsrichtung des Rohres gesehen wird eine Vielzahl solcher Lamellenkränze vorgesehen, deren jeweilige Lamellen auf Lücke zu den Lamellen des vorhergehenden Lamellenkranzes angeordnet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine formgebende Komponente in der Rohr-Extrusionsanlage sowie ein Verfahren anzubieten, mit dem es möglich wird, die Rohrwanddicke und den Rohraußendurchmesser während der Produktion zu verändern.
Die Aufgabe bezüglich der Vorrichtung wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst dass die Kalibrierung ein zu einer Spirale gewickeltes Rohr ist, wobei das gewickelte Rohr mit seinem ersten Ende fest mit dem Gehäuse verbunden ist und das zweite Ende gegen über dem ersten Ende im Gehäuse verdrehbar ist.
Damit wird es möglich, unterschiedliche Rohrdimensionen zu produzieren, ohne die Rohr-Extrusionsanlage abzustellen, umzurüsten und neu anzufahren.
Fortbildungsgemäß ist vorgesehen, dass das gewickelte Rohr rund, rechteckig oder oval ausgeführt ist. Es werden also keine bestimmten Anforderungen an die Querschnittsform des gewickelten Rohres gestellt. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere Rohre zu einer mehrgängigen Spirale zu wickeln. Die Spirale ist vorteilhafterweise im Durchmesser veränderbar. Dies wird dadurch erreicht, dass das oder die Rohre an einem Ende beispielsweise mit dem Gehäuse verbunden werden und das andere Ende der Spirale gegenüber dem oder den festen Enden verdrehbar ist. Die Verdrehung kann durch bekannte technische Mittel erreicht werden, was beispielsweise über ein Verstellgewinde, welches sogar elektrisch antreibbar sein könnte, erreicht wird. Vorteilhafterweise ist der Verstellweg von außen ablesbar, wobei hierbei vorgesehen werden kann, dass anhand einer entsprechenden Skala der Durchmesser ablesbar ist.
Fortbildungsgemäß wird durch das oder die Rohre ein Kühlmittel geleitet, so dass das extrudierte Rohr schneller seine Eigenstabilität erreicht. Folglich ist das gewickelte Rohr mit Kühlmittel gefüllt.
Um eine unnötige Aufheizung der Kalibriervorrichtung und damit des unter Vakuum gesetzten Gehäuses mit der darin befindlichen Spirale zu vermeiden, ist zwischen dem Gehäuse und der Düse ein Spalt vorgesehen, wodurch der Wärmeübergang weitgehend vermieden wird.
Die Lösung bezüglich des Verfahrens ist in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Kalibrierung durch Verdrehen eines zu einer Spirale gewickelten Rohres verändert wird. Es ist also vorgesehen, durch die Verdrehung der oder des gewickelten Rohres die Spirale enger zu ziehen oder aufzuweiten und damit den Durchmesser an die jeweiligen gewünschten Produktionsbedingungen anzupassen.
Vorteilhafterweise kann diese Verstellung während des Extrusionsprozesses durchgeführt werden, wodurch die sonst üblichen Stillstandszeiten der Anlage, verbunden mit den erforderlichen Wechseln von Werkzeugen und Kalibriereinrichtungen, vermieden werden.
Zur Verbesserung der Abkühlung des zu extrudierenden Rohres in der Kalibriervorrichtung ist vorgesehen, durch das gewickelte Rohr ein Kühlmittel zu leiten. Hierbei kann durch die Wahl der entsprechenden Fließgeschwindigkeit die Kühlintensität geregelt oder gesteuert werden.
Da je nach Einstellung der Spirale respektive des Durchmessers für das zu produzierende Rohr unterschiedliche Kunststoffmassen erforderlich sind, ist weiterbildungsgemäß vorgesehen, dass der Extrusionsspalt in der Düse durch einen axial verschiebbaren Dorn verändert wird.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, unterschiedliche Rohrdimensionen zu produzieren, ohne die Rohr-Extrusionsanlage abstellen zu müssen und Umrüstungen vornehmen zu müssen und anschließend die Anlage neu anfahren zu müssen.
In den Zeichnungen ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in zwei Einstellungen wiedergegeben.
1 zeigt die Kalibrierung für ein dünnes und
2 für ein dickes Rohr
In der 1 ist ein Ausschnitt einer Extrusionslinie dargestellt, wobei das Extrusionswerkzeug mit der Extrusionsdüse 6 und dem darin befindlichen axial verschieblichen Dorn 7 dargestellt ist. An die Düse schließt sich ein Gehäuse 3 an, wobei das Gehäuse mittels eines Spalts 5 von der Düse beabstandet ist. Im Gehäuse 3 liegt ein Vakuum 4 an, weiterhin befindet sich im Gehäuse eine Spirale, die aus einem gewickelten Rohr 1 erzeugt wurde. Die Spirale ist an der Stirnseite des Gehäuses mit ihrem ersten Ende 9 fest angeordnet, ihr zweites Ende 10 ist lose und mittels nicht dargestellten Verstellmitteln verdrehbar gegenüber dem ersten Ende. An das Gehäuse 3 schließt sich ein Vakuumtank 8 an. Mittels der ausschnittweise dargestellten Anlage ist ein Kunststoffrohr 2 produzierbar.
2 zeigt eine analoge Vorrichtung, wobei hier der in der Extrusionsdüse 6 verschieblich angeordnete Dorn 7 eine andere Position als in 1 eingenommen hat und somit ein in der Wanddicke stärkeres Rohr 2 gefertigt werden kann. Die wiederum im Gehäuse 3 angeordnete Spirale ist hier in einer aufgeweiteten Stellung wiedergegeben, wodurch auch ein Rohr größeren Durchmessers erzeugbar ist. Alle weiteren Positionen und Bezugsziffern entsprechen den Ausführungen zur 1, weshalb auch auf diese verwiesen wird.

1: gewickeltes Rohr
2: Kunststoffrohr
3: Gehäuse
4: Vakuum
5: Spalt
6: Extrusionsdüse
7: Dorn
8: Vakuumtank
9: erstes Ende von 1
10: zweites Ende von 1

Claims

Vorrichtung zum Kalibrieren eines extrudierten Kunststoffprofiles (2), die einer Extrusionsdüse (6) nachgeschaltet und einem Vakuumtank (8) vorgeschaltet ist, wobei die Kalibrierung in einem unter Vakuum (4) gehaltenen Gehäuse (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung ein zu einer Spirale gewickeltes Rohr (1) ist, wobei das gewickelte Rohr (1) mit seinem ersten Ende (9) fest mit dem Gehäuse (3) verbunden ist und das zweite Ende (10) gegen über dem ersten Ende (9) im Gehäuse (3) verdrehbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gewickelte Rohr (1) rund, rechteckig oder oval ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spirale im Durchmesser veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gewickelte Rohr (1) mit einem Kühlmittel gefüllt ist.
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (3) und der Düse (6) ein Spalt (5) ist.
Verfahren zum Verändern des Durchmessers einer Kalibrierung zur Erzeugung eines extrudierten Kunststoffprofiles, wobei ein Kunststoffstrang aus einer Düse (6) in eine in einem Gehäuse (3) unter Vakuum (4) gehaltenen Kalibrierung geleitet wird, wobei der Austrittsspalt der Düse (6) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Kalibrierung durch Verdrehen eines zu einer Spirale gewickelten Rohres (1) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung während des Extrusionsprozesses durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch das gewickelte Rohr (1) ein Kühlmittel geleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsspalt der Düse (6) durch einen axial verschiebbaren Dorn (7) verändert wird.