DE1629490B2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen eines schlauches aus thermoplastischem kunststoff - Google Patents

Description

Nach einem zusätzlichen erfindurigsgemäßen Vorschlag ragt ein Teil der Außenfläche der Walzen über die Fläche einer rohrförmigen Halterung des Rahmens hinaus.

Damit die Walzenoberflächen bei der Neigung der Achsen jeder der Walzen in tangentialer Richtung gegenüber der Achse der gedachten Zylinderfläche eine Inneriförm des entstehenden Schlauches gleichende Zylinderfläche bilden, Sind die Walzen nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung konisch ausgebildet.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann nicht nur ein Schlauch im eigentlichen Sinne, sondern in gleichem Maße vorteilhaft auch ein Kunststoffrohr hergestellt werden.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben, welche Beispiele für Vorrichtungen gemäß Erfindung darstellen.*

F i g. 1 ist die teilweise im Schnitt gezeigte seitliche Ansicht einer Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung von Kunststoffschläuchen, welche im folgenden als erste Ausführungsform bezeichnet wird,

F i g. 2 ist eine Stirnansicht der in F i g. 1 dargestellten Ausführung,

F i g. 3 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer der in der Vorrichtung verwendeten Walzen,

F i g. 4 ist eine teilweise im Schnitt gezeigte Ansicht des mit der besagten Vorrichtung hergestellten Kunststoffschlauches,

F i g. 5 ist eine teilweise in senkrechtem Schnitt gezeigte Seitenansicht einer Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung eines Kunststoffschlauches, welche im folgenden als zweite Ausführungsform bezeichnet wird,

F i g. 6 ist eine Stirnansicht der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform,

F i g. 7 ist eine teilweise in senkrechtem Schnitt gezeigte Seitenansicht einer Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung eines Kunststoffschlauches, welche im folgenden als dritte Ausführungsform bezeichnet wird,

F i g. 8 ist eine Stirnansicht der in F i g. 7 dargestellten Ausführungsform,

F i g. 9 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Hauptteile der Vorrichtung nach den Fig. 7 und 8, wobei einige Teile weggelassen sind.

Fig. 10 ist eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf die Lagerung einer der Walzen.

Bei der ersten in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführung sind in gewissen Abständen entlang dem Umfang einer gedachten Zylinderfläche 30 Walzen 31 gleicher Länge drehbar auf gegen die Achse 33 der gedachten Zylinderfläche 30 in gleichem Winkel geneigten Achsen 32 gelagert. Die Wellen 34 der Walzen 31 sind in einer Halterung 36 gelagert, welche in dem oberen Teil eines festen Rahmens 35 befestigt ist. Über der obersten Walze 31 außerhalb der gedachten Zylinderfläche 30 ist eine Außenrolle 37 angeordnet, die mit ihrer Welle 38 in einer Halterung 39 gelagert ist, die einen Teil der Halterung 36 bildet und über diese hinausragt. Die Achsen der Außenrolle 37 und der oberen Walze 31 sind im wesentlichen parallel. Die Walzen 31 weisen Antriebseinrichtungen auf, mit jeweils einem an der Welle 34 jeder Walze 31 angebrachten angetriebenen Zahnrad 40 und einem mit diesen in Eingriff stehenden Antriebsrad 44 auf einer Antriebswelle 43, die koaxial zur Achse der gedachten Zylinderfläche 30 angeordnet ist und in zwei am oberen Ende eines von dem Rahmen 35 getrennten Rahmens 41 befindlichen Halterungen 42 gelagert ist. Die Außenrolle 37 weist eine Antriebseinrichtung auf, mit einem mit dem Zahnrad 40 auf der Welle 34 der obersten Walze 31 fest verbundenen Zwischenrad 45 und einem an der

ίο Welle 38 der Außenrolle 37 befestigten Zahnrad 46. Eine Düse 49 eines (nicht dargestellten) Extruders ist an eine Stelle 50, an der sich die obere Walze 31 und die Außenrolle 37 gegenüberstehen, verstellbar herangeführt und liefert einen Kunststoffstrang 47 aus noch plastischem Kunststoff mit einem darin eingelassenen Verstärkungsstrang 48 aus härterem Kunststoff.

Beim Betrieb dieser Vorrichtung zur Herstellung des Schlauches dreht die Antriebswelle 43 die WaI-zen 31 um deren Achsen 32. Die Kraftübertragung erfolgt dabei über das Antriebsrad 44 und die Zahnräder 40. Die Außenrolle 37 wird dabei über das mit dem Zahnrad 40 der obersten Walze 31 verbundene Zwischenrad 45 und das mit diesem in Eingriff ste-

•25 hende Zahnrad 46 in entgegengesetztem Sinne angetrieben. Der kontinuierliche Kunststoffstrang 47 wird von der Düse 49 des (nicht dargestellten) Extruders an der Stelle 50 im wesentlichen tangential zur gedachten Zylinderfläche 30 zugeführt und entlang dieser um die Walzen 31 und gleichzeitig in Richtung der Achse 33 der gedachten Zylinderfläche 30 fortbewegt, so daß er eine Schraubenlinie beschreibt. Die einander gegenüberliegenden Kantend der einander benachbarten Windungen des Kunststoffstranges 47 überlappen einander und werden an der Stelle 50 durch den Druck der einander gegenüberstehenden Walzen 31 und der Außenrolle 37 verschweißt. Auf diese Weise entsteht ein kontinuierlicher Schlauch B, der in der Richtung der Achse 33 um die Walzen 31 umlaufend vorgeschoben wird.

Bei dieser Vorrichtung weisen die Walzen 31 in der Bewegungsrichtung des erzeugten Schlauchest, also in Richtung auf das freie Ende zu, abnehmenden Durchmesser auf. Dadurch ist sichergestellt, daß der in Richtung der Achse 33 entlang der Walzen 31 vorgeschobene Schlauch B, der noch relativ weich und gegen Verformungen anfällig ist, gleichförmig und unter Vermeidung zufälliger Verformungen von den Walzen 31 abgezogen und genau und maßhaltig hergestellt wird.

In dieser Ausführung weisen die Walzen 31 jeweils eine Vielzahl in axialen Abständen angeordneter ringförmiger Umfangsnuten 51 auf. Dabei sind diese Umfangsnuten 51 einer Walze jeweils um das Maß des axialen Vorschubs des Kunststoffstranges von einer Wälze zur benachbarten Walze 31 gegenüber den Umfangsnuten 51 dieser benachbarten Walze 31 versetzt.

Da der Schlauch B durch die axiale Versetzung der Umfangsnuten 51 der Walzen 31 jeweils von einem Paar Walzen 31 zum nächsten Paar auf der gedachten Zylinderfläche 30 geführt wird, bleibt die Überlappung an den Kanten A bei 50 stets gleich, so daß die Kanten A gleichförmig und ohne Änderung der Qualität zur Bildung des Schlauchsß verschweißt werden können.

Die in F i g. 5 und 6 dargestellte zweite Ausführuns einer Vorrichtung für c\\c VontinuiVrlir-hp w>r-

stellung eines Schlauches entspricht der vorbeschriebenen ersten Ausführung, mit dem Unterschied, daß entlang der durch den Kunststoffstrang beschriebenen schraubenlinienförmigen Bahn ein endloses Band 100 über die Walzen 31 gewunden ist, wobei 5 ein Teil dieses Bandes 100 über zwei Zwischenrollen 101 schraubenlinienförmig um die Außenfläche einer angetriebenen drehbaren Rolle 103 geführt ist, welche unterhalb der Walzen 31 parallel zur Achse 33 der gedachten Zylinderfläche 30 angeordnet ist und als Antrieb für das Band 100 dient.

Durch diese Anordnung wird bei der Herstellung der Schlauch B über die Walzen 31 und Außenrolle 37 durch die zusätzliche Führung durch das Band 100, welches durch die umlaufende Rolle 103 derart angetrieben wird, daß es sich mit gleicher Vorschubgeschwindigkeit bewegt wie die Umfangsnuten der Walzen 31, gleichförmig und ohne Schlupf in Richtung der Achse 33 vorgeschoben. Dadurch erhält der. Schlauch B einen wirkungsvolleren Antrieb, so daß die Extrusionsgeschwindigkeit für den Kunststoffstrang 47 erhöht werden kann, ohne daß es durch Schlupf zu Verdrehungen oder Verformungen des Schlauches kommen kann.

Bei der dritten Ausführungsform entsprechend den Fig. 7 bis 10 sind Walzen 150 in einer Anzahl von Sätzen vorgesehen und jeweils entlang der gedachten Zylinderfläche 151 in gleichförmigen Abständen und in geeigneter Länge angeordnet. Die Achse 152 jeder der Walzen 150 ist gegenüber der Achse 153 der gedachten Zylinderfläche 151 in tangentialer Richtung leicht geneigt. Die einzelnen Walzensätze sind entlang der Achse 153 der gedachten Zylinderfläche 151 in Abständen angeordnet. Ein Rahmen 155 mit einer rohrförmigen, mit der Achse 153 koaxialen Halterung 174 ist an einem festen Ständer 154 befestigt. Die Halterung 174 weist für jede der Walzen 150 eine Öffnung 175 auf, in denen die Walzen 150 frei drehbar gelagert sind. Wie Wellen 150' der Walzen 150 sind zwischen auf der Innen- bzw. Außenseite der Halterung 174 umlaufenden äußeren 156 und inneren 157 Ringen geführt. Ein Teil der Umfangfläche der Walzen 150 ragt nach außen über die rohrförmige Halterung 174 hinaus, ein weiterer Teil nach innen.

Gegenüber der obersten Walze 150 ist eine Außenrolle 158 angeordnet, deren Welle 158' einseitig in einer Halterung 159 gelagert ist, welche als Teil des Rahmens 155 diesen nach oben überragt. Die Achsen der Außenrolle 158 und der oberen Walze 150 verlaufen im wesentlichen parallel.

Für die Walzen des dem festen Ständer 154 am nächsten angeordneten Walzensatzes ist eine Antriebseinrichtung vorgesehen. Diese umfaßt jeweils ein angetriebenes Zahnrad 179 auf der Welle 150' der Walzen 150 und ein mit diesem in Eingriff stehendes Antriebszahnrad 163 auf dem Ende einer in einem Paar von Halterungen 161 am oberen Ende eines festen, von dem Rahmen 155 unabhängigen Rahmen 160 koaxial mit der Achse 153 der gedachten Zylinderfläche 151 gelagerten Antriebswelle 162, deren Ende durch den Rahmen 155 koaxial in die rohrförmige Halterung 174 ragt. Die Antriebseinrichtung für die Außenrolle 158 besteht aus einem mit dem Zahnrad 179 auf der Welle 150' der oberen Walze 150 fest verbundenen Zwischenrad 164 und einem mit diesem im Eingriff stehenden Zahnrad 165 auf der Welle 158' der Außenrolle 158.

Die Antriebseinrichtungen der übrigen Walzensätze bestehen aus an dem ständerseitigen Ende der Walzen 150 angeordneten Zahnrädern 166 mit gegenüber der Walze verringertem Durchmesser und aus einem mit diesen im Eingriff stehenden Zahnrad 168 als Teil einer Buchse 167, welche koaxial auf dem durch die rohrförmige Halterung 174 ragenden Teil der Antriebswelle 162 befestigt ist. Die Öffnung 175 in der Halterung 174 für jede Walze 150 weist dabei eine rechteckige Aussparung 169 zur Aufnahme des Zahnrades 166 auf. Die Achsen 152 einander entsprechender Walzen 150 zweier einander axial benachbarter Walzensätze sind gleichförmig gegeneinander peripherisch versetzt.

Eine Düse 172 eines (nicht dargestellten) Extruders für einen noch plastischen Kunststoffstrang 170 mit einem darin eingeschlossenen Verstärkungsstrang 171 aus härterem Kunststoff ist bei 173, wo sich die obere Walze 150 und die Außenrolle 158 gegenüberstehen, verstellbar angebracht. Bei der Drehung der Antriebswelle 162 werden über die jeweiligen Antriebseinrichtungen die Walzen 150 der Walzensätze und — mit entgegengesetztem Drehsinn — die Außenrolle 158 gedreht. Durch die Düse 172 tritt ein kontinuierlicher Kunststoffstrang 170 an der Stelle 173 tangential zu der gedachten Zylinderfläche 151 aus. Der Kunststoffstrang 170 wird peripherisch um die Walzen und gleichzeitig in Richtung der Achse 153 der gedachten Zylinderfläche 151 geführt und beschreibt somit die Bahn einer Schraubenlinie. Die aneinanderstoßenden Kanten einander benachbarter Windungen des Kunststoffstranges 170 überlappen einander und werden bei 173 durch den Druck der oberen Walze 150 und der Außenrolle 158 miteinander verschweißt. Dadurch wird ein kontinuierlicher Schlauch gebildet, der in Richtung der Achse 153 der gedachten Zylinderfläche 151 vorgeschoben wird.

Diese Ausführung mit in getrennten, in Richtung der Achse 153 der gedachten Zylinderfläche 151 hintereinander angeordneten Walzensätzen bietet den Vorteil, daß die Walzen 150 relativ kurz sein können und der Schlauch sehr gleichförmig über die einzelnen Sätze geführt wird, wodurch eine Verformung in axialer Richtung durch ungleichförmigen Vorschub vermieden ist.

Da jede Walze 150 jedes Walzensatzes frei drehbar in der auf dem festen Ständer 154 ruhenden rohrförmigen Halterung 174 gelagert ist, werden die auf die Walzen 150 ausgeübten Querkräfte durch die Halterung 174 aufgenommen und bewirken somit keine Verdrehung der Lagerstellen der Walzen 150. Dadurch kann jede der Walzen 150 gleichförmig um ihre geneigte Achse umlaufen, ohne daß es zu Verformungen der Lager kommt, womit eine hohe Lebensdauer der Vorrichtung gewährleistet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Schlupf zwischen den umlaufenden Oberflächen der Patentansprüche: Walzen und dem sich mit einer Axialkomponente fortbewegenden Schlauch, wodurch dieser dauernden

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstel- kleinen Verformungen quer zur Bewegungsrichtung len eines Schlauches aus thermoplastischem 5 des Kunststoffstrangs unterliegt. Dadurch sind die Kunststoff durch Aufwickeln eines kontinuierli- Schweißnähte zwischen den aneinanderstoßenden chen Kunststoffstranges längs einer Schraubenli- Kanten benachbarter Windungen des Kunststoffnie und überlappendes Verschweißen der anein- Strangs nachteilig beansprucht und es kommt darüber anderstoßenden Kanten einander benachbarter hinaus zu bleibenden, unregelmäßigen Verformungen Windungen des Kunststoffstranges, mit minde- io des Schlauchquerschnitts über die Schlauchlänge hin. stens einem Satz von in einem Rahmen über den Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe Umfang einer gedachten Zylinderfläche verteilt zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten um ihre Achsen drehbar angeordneten Walzen, Art zu schaffen, bei welcher ein Schlupf zwischen deren Achsen mit der Achse der gedachten Zy- den sich drehenden Walzen und dem sich fortbewelinderfläche je einen gleichen kleinen Winkel ein- 15 genden Schlauch vermieden ist, so daß dieser, ohne schließen, wobei mindestens eine der Walzen schädliche Verformungen in der Ebene des Kunstdurch eine Antriebseinrichtung antreibbar ist, Stoffstrangs quer zu dessen Bewegungsrichtung, mit dadurch gekennzeichnet, daß die Wal- gleichmäßigem Querschnitt hergestellt werden kann, zen (31, 150) entlang der Achse (33, 153) der ge- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gedachten Zylinderfläche (30, 151) in mehreren 20 löst, daß die Walzen entlang der Achse der gedach-Walzensätzen hintereinander angeordnet sind ten Zylinderfläche in mehreren Walzensätzen hinter- und die Achsen (32, 152) jeder der Walzen (31, einander angeordnet sind und die Achsen jeder der 150) gegenüber der Achse (33, 153) der gedach- Walzen gegenüber der Achse der gedachten Zyten Zylinderfläche (30. 151) in tangentialer Rieh- linderfläche in tangentialer Richtung leicht geneigt tung leicht geneigt sind. 25 sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Dadurch wird es ermöglicht, daß sich die an dem kennzeichnet, daß die Walzen (31) axial im Ab- entstehenden Schlauch anliegenden Walzenoberflästand voneinander angeordnete Umfangsnuten chen in der gleichen Richtung bewegen wie der (51) aufweisen, die gegenüber den Umfangsnuten Schlauch. Durch die Mehrzahl der hintereinander an-(51) der jeweils benachbarten Walze (31) um das 30 geordneten Walzensätze ist dabei der Schlauch über Maß des Vorschubes des Kunststoffstranges (47) eine ausreichende Länge bis zum genügenden Festaxial versetzt sind. werden des thermoplastischen Kunststoffes geführt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- Die Vorrichtung gemäß Erfindung erlaubt es, durch gekennzeichnet, daß um die Walzen (31) eine Dehnungsbelastung in Längsrichtung des relativ des in Vorschubrichtung ersten Walzensatzes ent- 35 weichen Schlauches auszuschalten und die Steigung lang einer der Wendel des Kunststoffstranges der schraubenförmigen Windungen des kontinuier-(47) entsprechenden Schraubenlinie ein endloses lieh extrudieren Kunststoffstranges konstant zu hai-Band (100) geschlungen ist. ten. Weiterhin wird bei der erfindungsgemäßen Vor-·

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 richtung der fortlaufend extrudierte Kunststoffstrang bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der 40 zwangläufig in schraubenförmige Windungen gelegt, Außenfläche der Walzen (150) über die Fläche so daß eine gleichförmige Herstellung des Schlauches einer rohrförmigen Halterung (174) des Rahmens ohne Formveränderungen gewährleistet ist.

(155) hinausragt. Bei Verwendung der Vorrichtung gemäß Erfin-

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 dung werden zufällige Schwankungen des Schlauchbis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen 45 querschnittes auf Grund der durch die Abkühlung (31,150) konisch ausgebildet sind. des Kunststoffes auftretenden Schrumpfung verhin-

dert und somit ein bestimmter Durchmesser des

Schlauches fortlaufend gewährleistet.

Außerdem wird die Übertragung unerwünschter 50 und die Vorrichtung schädigender Verformungs-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kon- kräfte auf dieselbe verhindert, wodurch ein gleichförtinuierlichen Herstellen eines Schlauches aus thermo- miger Betrieb und hohe Lebensdauer der Vorrichplastischem Kunststoff durch Aufwickeln eines kon- tung erreicht werden.

tinuierlichen Kunststoffstranges längs einer Schrau- Durch die Erfindung wird es außerdem möglich,

benlinie und überlappendes Verschweißen der anein- 55 einen Schlauch mit einer Innenprofilierung schonend anderstoßenden Kanten einander benachbarter Win- und gleichmäßig herzustellen. Hierzu können die düngen des Kunststoffstranges, mit mindestens einem Walzen axial im Abstand voneinander angeordnete Satz von in einem Rahmen über den Umfang einer Umfangsnuten aufweisen, die gegenüber den Umgedachten Zylinderfläche verteilt um ihre Achsen fangsnuten der jeweils benachbarten Walzen um das drehbar angeordneten Walzen, deren Achsen mit der 60 Maß des Vorschubes des Kunststoffstranges axial Achse der gedachten Zylinderfläche je einen gleichen versetzt sind.

kleinen Winkel einschließen, wobei mindestens eine Zum guten Anpressen der Windungen des Kunst-

der Walzen durch eine Antriebseinrichtung antreib- Stoffstranges und deren besseren Führung wird erfinbar ist. dungsgemäß weiter vorgeschlagen, daß um die WaI-

Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung sind 65 zen des in Vorschubrichtung ersten Walzensatzes die zylindrischen Walzen mit ihren Achsen entlang entlang einer der Wendel des Kunststoffstranges entvon Mantellinien eines Kegels angeordnet. Beim sprechenden Schraubenlinie ein endloses Band geWickeln des Schlauches kommt es dabei zu einem schlungen ist.