AT1655U1

AT1655U1 - Vorrichtung zum kalibrieren und kühlen von profilen aus extrudiertem thermoplastischen kunststoff

Info

Publication number: AT1655U1
Application number: AT0034096U
Authority: AT
Original assignee: Speedplast Extrusionswerkzeuge
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 1997-09-25

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren und Kühlen von Profilsträngen aus extrudiertem thermoplastischen Kunststoff, bei dem das Kalibrierwerkzeug aus mehreren Kalibriereinheiten und nachfolgenden Richtelementen zusammengefügt ist, wobei sich die Kalibriereinheiten und die Richtelemente bevorzugt in einer Wanne befinden. Hierin ist eine Kalibriereinheit (5) vorgesehen, bei der jeder Kühlwasserweg (3, 3, 3, 3) separat bezüglich der Menge des durchlaufenden Kühlwassers angesteuert wird und wobei sich der Durchtrittskanal für den Profilstrang von der Eintrittsseite (1) zur Austrittsseite (2) hin um etwa 0,05 bis 0,1 mm im Querschnitt verjüngt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kalibrieren und Kühlen von Profilsträngen aus extrudiertem thermoplastischen Kunststoff, die aus einem Kalibrierwerkzeug mit Richtelementen besteht, wobei das Kalibrierwerkzeug aus mehreren Einheiten zusammengefügt ist, und wobei sich das Kalibrierwerkzeug und die Richtelemente in einer Wanne befinden können. Sowohl die Kalibriereinheiten als auch die Richtelemente können über einen durchgehenden Wasserkanal im Wannenboden bzw. einen parallel dazu verlaufenden Vakuumkanal und über Versorgung-un Verteilungskanäle, welche sich im Zwischenboden der Wanne befinden, durch Druck-und/oder Saugwirkung mit Kühlwasser bzw. Vakuum versorgt werden.

Bei herkömmlichen Kalibrierwerkzeugen werden die einzelnen Kühlwasserwege bei jeder Kalibriereinheit separat angespeist, d. h. für jeden Kühlwasserweg in jeder Kalibriereinheit gibt es einen gesonderten Wasserzulaufanschluss und einen Wasserablaufanschluss. Dasgleiche gilt für jeden Vakuumanschluss. Es könen sich somit bis zu 30 verschiedene Anschlüsse auf einer Kalibriereinheit befinden. Ein komplettes Kalibrierwerkzeug besteht aus bis zu 4 Kalibriereinheiten, weist also bis zu 120 verschiedene Anschlüsse auf.

Falls z. B. bei einem Profilwechsel das Kalibrierwerkzeug umgerüstet werden muss, muss jeder einzelne Anschluss mittels einer Kupplung abgetrennt und bei der neuen Kalibriereinheit wieder richtig angeschlossen werden. Dies bedingt eine sehr lange Rüstzeit. Erschwerend kommt hier zum tragen, dass die Position der Anschlüsse bei der ausgewechselten Kalibriereinheit verschieden sind, abhängig von der Art des zu bearbeitenden Profiles.

Die Unterscheidung, ob es sich bei dem betreffenden Anschluss um einen Wasserzulauf, Wasserablauf oder Vakuumanschluss handelt, wird oft nur durch farbige Markierungen angezeigt.

Somit kann es leicht zu Verwechslungen kommen und ein Anschluss falsch positioniert werden.

Dies führt dazu, dass das Kalibrierwerkzeug nicht richtig funktioniert und verformte ProfilstrÅange entstehen. Die Behebung solcher Fehler erfordert eine erheblich verlängerte Rüstzeit und führt zu grossen Mengen an qualitativ unbrauchbaren Ausschussprofilsträngen.

Bei der vorliegenden Erfindung wurden diese Nachteile der langen Rüstzeit und das Risiko von Fehlleistungen durch falsch positionierte Anschlüsse beim Auswechseln von Kalibriereinheiten oder Richtelementen dadurch vermeiden, dass sich die Anschlüsse für den Wasserzulauf und den Wasserabfluss, sowie für den Vakuumanschluss sich im Zwischenbodenbereich der Wanne befinden.

Die Ver- und Entsorgungsanschlüsse für die Wanne selbst sind auf der dem Bedienpersonal abgewandten Seite einer Wanne angeordnet, wobei für alle Kalibriereinheiten und Richtelemente zusammen genau ein Anschluss für den Wasserzulauf und genau ein Vakuumanschluss vorhanden sind. Die Anzahl der Wasserabläufe entspricht der Anzahl der Kalibriereinheiten.

Im Bodenbereich dieser Wanne befindet sich ein sich über die gesamte Wannenlänge und maximal halbe Wannenbreite erstreckender Wasserkanal. Aus diesem gelangt das Wasser durch Druckund/oder Saugwirkung über innerhalb des Wannenzwischenbodenmaterials befindliche Versorgung-un Verteilungskanäle zu den einzelnen Kalibriereinheiten bzw. zu den Richtelementen. Die einzelnen Kalibriereinheiten bzw. Richtelemente werden auf diesen Wannenzwischenboden in der Weise ortsfest montiert, dass eine formschlüssige dichte Verbindung zwischen den Verteilungskanälen des Wannenzwischenbodens und den Verteilungskanälen innerhalb der Kalibriereinheit bzw. des Richtelementes entsteht. Die genaue Ausrichtung bei der Montage erfolgt über nicht dargestellte Montagekeile.

Wichtig bei der Kalibrierung eines extrudierten Profilstrangs ist die gleichmässige Abfuhr der im Profilstrang vorhandenen Wärme. Diese Wärmeabfuhr wird durch ein Kühlmedium, üblicherweise Wasser, bewirkt. Es kann nun aufgrund z. B. eines gestörten freien Durchtritts des Kühlmediums durch eine oder mehrere der Kühlwasserbohrungen vorkommen, dass die Abfuhr der Wärme aus dem Profilstrang über den Querschnitt betrachtet ungleichmässig erfolgt. Als Ergebnis einer solcherart mangelhaft funktionierenden Kalibrierung tritt am Ende ein Profilstrang aus, der eine Krümmung aufweist. Dieser Mangel in der Profilstrangausbildung wird bei herkömmlichen Verfahren durch Erwärmung des Profilstrangs an der entsprechenden Längsseite mittels Heizstrahlers wieder behoben.

Diese Methode ist jedoch mit einem grossem Energieaufwand verbunden.

Die vorliegende Erfindung setzt sich daher die Aufgabe, die Ausrichtung des Stranges mit geringerem Energieaufwand bei gleich hoher Ausrichtequalität durchzuführen, als dies mittels Heizstrahler oder ähnlichen Aufheizeinrichtungen derzeit möglich ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass innerhalb der Kalibrierstrecke eine Kalibriereinheit vorgesehen ist, bei der jeder Kühlwasserweg separat bezüglich der Menge des durchlaufenden Kühlwassers angesteuert werden kann. Zusätzlich ist bei dieser Kalibriereinheit der Durchtrittskanal für den Profilstrang nicht gleichbleibend in seinem Durchmesser vom Eingang bis zum Ausgang verlaufend, sondern der freie Durchtrittsquerschnitt verjüngt sich zwischen Eingang und Ausgang geringfügig. Durch diese konische Ausgestaltung wird der Profilstrang bei seinem Durchtritt durch diese Kalibriereinheit oberflächlich aufgerieben, wobei Wärme entsteht.

Durch eine zusätzliche gezielte Steuerung der Kühlwassermenge kann nun eine Reduktion der abzuführenden Wärmemenge gezielt an nur einer Strangseite erzielt werden, wodurch eventuelle Unregelmässigkeiten in der Wärmeabfuhr in vorausgegangenen Kalibriereinheiten auf sehr einfache und energieschonende Weise wieder behoben werden können.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert : Fig. 1 zeigt die Vorrichtung gemäss Ansprüche 1 und 2. Die Kalibrieröffnung 1 am Kalibratoreingang ist geringfügig grösser dimensioniert als die Kalibrieröffnung 2 am Kalibratorausgang, wobei der Grössenunterschied jedoch nur im Bereich von etwa 0, 05 bis 0, 1 mm liegt. Der durch diesen Kalibrator hindurchtretende Profilstrang wird daher bei seinem Durchtritt auf seinen Oberflächen einer gewissen Scherwirkung ausgesetzt werden. Dadurch entsteht Reibungswärme. Diese bewirkt eine Wiedererwärmung der Kunststoffoberfläche. Diese Wiedererwärmung wird normalerweise durch die Wärmeabfuhr über das Kühlmedium wieder
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durch den Kalibrator 5 gesaugt bzw. gepumpt wird. Wenn jedoch der Kühlwasserdurchtritt durch einen bestimmten Kühlwasserweg, z.

B. durch den Kühlwasserweg 3', innerhalb des Kalibrators dadurch behindert ist, dass der Durchfluss durch den Kühlwasserweg 3'gänzlich oder teilweise unterbunden ist, so bewirkt diese einseitige Wiedererwärmung eine Krümmung des austretenden Profilstrangs. Somit kann eine bereits vorhandene Krümmung durch eine gezielt herbeigefiihrte Gegenkrümmung wieder aufgehoben werden. Die Ausbildung eines solchen Richtkalibrators erfordert jedoch eine im Extruderwerkzeugbau bisher nicht übliche hohe Präzision. Die teilweise oder vollständige Unterbindung des Kühlwasserdurchtritts durch einen bestimmten Kühlwasserweg erfolgt über einen Regelknopf 6, mit dem ein Regelventil 7 angesteuert wird, welches teilweise oder vollständig den Wasserdurchtritt blockiert.

Der Grad dieser Blockade kann anhand von bekannten Durchlaufanzeigen 8 kontrolliert werden.

In Fig. 2 ist die Wanne 9 als durchgehender Behälter dargestellt, in dem sich drei Kalibriereinheiten 10 gefolgt von sechs Richtelementen 11 befinden. Die Frontplatte 12 der Kühlwanne ist hier als Vorkalibrator ausgebildet. Innerhalb der Kühlwanne befindet sich kein sichtbarer Anschluss für einen Kalibrator oder ein Richtelement. Sämtliche Anschlüsse, wie Wasseranschluss 13, Vakuumanschluss 14, Anschluss für Schlammpumpen 15 und Wasserabfluss 16 sind auf der dem Bedienpersonal abgewandten Seite der Wanne. Der Wasserabfluss kann dabei wie hier ersichtlich-in mehrere Einzelabflüsse, entsprechend der Anzahl der Kühlwasserwege, unterteilt sein. Dies ermöglicht die Kontrolle auf eventuelle Verstopfungen in einzelnen Verteilungskanälen.

Ebenso kann der Wasserzulauf bzw. der Vakuumanschluss durch eine Konsole 17 ersetzt werden, falls dies zur Nachrüstung bestehender Anlagen erforderlich ist. Für das durch die Erfindung erreichte Prinzip der leichteren und fehlerfreien Umrüstung spielt dies jedoch keine Rolle. Im Bodenbereich der Kühlwanne erstrecken sich entlang der gesamten Wannenlänge je ein Kanal für Wasser 18 bzw. für Vakuum 19.

Claims

Ansprüche 1) Vorrichtung zum Kalibrieren und Kühlen von Profilsträngen aus extrudiertem thermoplastischen Kunststoff, bei dem das Kalibrierwerkzeug aus mehreren Kalibriereinheiten und nachfolgenden Richtelementen zusammengefügt ist, wobei sich die Kalibriereinheiten und die Richtelemente bevorzugt in einer Wanne befinden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibriereinheit (5) vorgesehen ist, bei der jeder Kühlwasserweg (3, 3', 3", 3"') separat bezüglich der Menge des durchlaufenden Kühlwassers angesteuert wird und wobei sich der Durchtrittskanal für den Profilstrang von der Eintrittsseite (1) zur Austrittsseite (2) hin um etwa 0, 05 bis 0, 1 nun im Querschnitt verjüngt.
2) Vorrichtung zum Kalibrieren und Kühlen von Profilsträngen aus extrudiertem thermoplastischen Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Kühlwasserweg (3, 3', 3", 3"') bevorzugt unmittelbar vor dem Austritt des Kühlwassers aus der Wanne, ein Regelventil (7) zur Durchflussregelung vorgesehen ist, welches über einen Regelknop (6) manuell oder über Messfühler automatisiert angesteuert wird und wobei ein Sichtfenster mit Durchflussanzeiger (8) für jeden Kühlwasserweg (3,3', 3", 3'") vorgesehen ist.
3) Vorrichtung zum Kalibrieren und Kühlen von Profilsträngen aus extrudiertem thermoplastischen Kunststoff nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Kalibriereinheiten (10) und die Richtelemente (11) über Ver- und Entsorgungskanäle, welche sich im Zwischenboden der Wanne befinden, mit Kühlwasser und Vakuum versorgt und das abfliessende Kühlwasser entsorgt werden und wobei die Kalibriereinheiten (10) und Richtelemente (11) derart auf dem Wannenzwischenboden montiert werden, dass sich eine formschlüssige, dichte Verbindung zwischen den Ver- und Entsorgungskanälen im Zwischenboden einerseits und den Verteilungs- bzw. Abflusskanälen in den Kalibriereinheiten bzw.

den Richtelementen andererseits ergibt und wobei sich über die gesamte Wannenlänge und maximal die halbe Wannenbreite zwischen dem Zwischenboden und dem Boden der Wanne der Versorgungskanal fur das Kühlwasser (18) bzw. für das Vakuum (19) befinden. <Desc/Clms Page number 6>
4) Vorrichtung zum Kalibrieren und Kühlen von Profilsträngen aus extrudiertem thermoplastischen Kunststoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Bedienpersonal abgewandten Seite der Wanne für alle Kalibriereinheiten (10) und Richtelemente (11) zusammen genau ein Anschluss für den Kühlwasserzulauf (13) und genau ein Vakuumanschluss (14) vorgesehen sind.
5) Vorrichtung zum Kalibrieren und Kühlen von Profilsträngen aus extrudiertem thermoplastischen Kunststoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kalibratoreinheit (10) genau ein Wasserabfluss (16) zugeordnet ist, wobei dieser Wasserabfluss in mehrere Einzelabflüsse entsprechend der Anzahl der Kühlwasserwege in der Kalibratoreinheit unterteilt sein kann.
6) Vorrichtung zum Kalibrieren und Kühlen von Profilsträngen aus extrudiertem thermoplastischen Kunststoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Kalibriereinheit (10) und fur jedes Richtelement (11) genau eine Verbindungsstelle für den Wasserzulauf im Zwischenboden der Wanne vorgesehen ist, wobei die Verteilung des Kühlwassers zu den einzelnen Kühlwasserwegen erst innerhalb der Kalibriereinheit (10) bzw. innerhalb des Richtelementes (11) erfolgt.
7) Vorrichtung zum Kalibrieren und Kühlen von Profilsträngen aus extrudiertem thermoplastischen Kunststoff, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanne mit einem Deckel verschlossen ist, wobei dieser Deckel bevorzugt aus durchsichtigem Material gefertigt ist, und wobei innerhalb der verschlossenen Wanne ein Unterdruck von weniger als 0, 5 bar, bevorzugt 0, 3 bar, mindestens jedoch 0, 1 bar vorhanden ist.