DE2424640C3 - Vorrichtung zum Herstellen von Dränagerohren mit quergewellter Wandung aus Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Dränagerohren mit quergewellter Wandung aus Kunststoff, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten derartigen Vorrichtung (DE-OS 23 29 473) besteht die Messeranordnung aus einem

koaxial zu dem Rohrstrang in diesem gehaltenen, feststehenden Schneidzylinder mit der Laufrichtung des Rohrstrangs entgegengekehrter Schneide, an welcher die vorbeilaufenden Einwölbungen der Rohrwandung abgeschert werden Eine derartige Ausbildung der

Messeranordnung als feststehender Schneidzylinder führt jedoch dazu, daß die Schneide rasch stumpf wird, wodurch die Gefahr besteht daß das Rohr selbst beschädigt wird. Außerdem ist aber die von der Wandergeschwindigkeit der Formhälften des Form-Werkzeuges bestimmte Schnittgeschwindigkeit gering, was nachteilig sein kann, weil es bei einer zu geringen Schnittgeschwindigkeit zu einer Materialverstopfung im Formwerkzeug kommen kann. Die minimale Schnittgeschwindigkeit, die aus diesem Grund nicht unterschritten werden sollte, ist insbesondere abhängig vom Rohrdurchmesser und auch von der Wanddicke des Rohres und der abzuschneidenden hohlen Einwölbungen der Rohrwand sowie von den Rohrmaterialeigenschaften und dem Materialzustand, etwa der Materialtemperatur. Aufgrund von Versuchen kann angenommen werden, daß im Mittel eine minimale Schnittgeschwindigkeit von etwa 20 m/min nicht unterschritten werden söflte. Außerdem werden durch bloßes Abscheren der Einwölbungen der Rohrwand mit einer feststehenden Schneide die Ränder der so erzeugten Wassereintrittsöffnungen im Rohr unsauber, wobei außerdem ein Grat entsteht.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1

v> angegebenen Art derart zu gestalten, daß bei in dem Rohrstrang liegender Messeranordnung gleichwohl ein sauberer Schnitt unter Erzeugung von Wassereintrittsöffnungen mit glatten, gratfreien Rändern erzielt wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die

i<<> Messeranordnung um eine koaxial zur Rohrachse verlaufende Achse umlaufend antreibbar ist.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene umlaufende Messeranordnung kann mit einer sehr hohen Schnittgeschwindigkeit jede einzelne Einwölbung zerspant

■■' werden, wobei die Schnittkräfte gering bleiben. Darüberhinaus wird ein sehr sauberer Schnitt erzielt.

Für hohe Schnittgeschwindigkeiten, durch welche der Schnitt glatter wird, weist die mit einem hochtourigen

Antrieb ausgestattete Messeranordnung vorteilhaft Schneidmesser mit wenigstens bei umlaufender Messeranordnung auf der der Laufrichtung des Rohres entgegengerichteten Seite in einer Normalebene zur Rohrachse verlaufende Schneidkanten auf. Eine solche Messeranordnung wirkt ähnlich wie ein Stirnfräser. Gegebenenfalls können dabei die Schneidmesser am Außenende quer zu den Schneidkanten hinteirschliffen sein.

Um die Messeranordnung erst dann auf den Nenndurchmesser einzustellen, wenn das vorlaufende Ende des Rohrstranges an ihr vorbeigelaufen ist und der folgende Strangteil satt am Innenumfang der Form anliegt, können die Schneidmesser an einem Tragrad unter der Riehkraft in ihre Schneidlage bewegbar angebracht sein, so daß sie erst bei einer bestimmten Drehzahl ihre für den Schnitt erforderliche radial ausgestellte Endlage einnehmen. Beispielsweise lassen sich die Schneidmesser als an ihrem Tragrad verschiebbare Piatten ausbilden, die unter der Fliehkraft bis zu einem ihre Endlage bestimmenden Anschlag adiai nach außen verschoben werden.

Vorgezogen wird jedoch, die Schneidmesser an dem Tragrad schwenkbar anzulenken, weil dies einfacher ist Insbesondere, wenn die Schneidmesser jeweils um eine quer zur Rohrachje verlaufende Achse schwenkbar am Tragrad angelenkt sind, können sie aus ihrer Arbeitsstellung bei zu großem Widerstand ausweichen.

Vorzugsweise sind die Schneidmesser mittels jeweils einer Feder bei einer Drehzahl unterhalb der Schneiddrehzahl aus der Schneidlage zurückdrückbar. Bei horizontalem Verlauf des Formwerkzeugs läßt sich dadurch für den Stillstand der Messeranordnung vermeiden, daß das oder die unteren Schneidmesser sich unter der Schwerkraft in ihre radial ausgeschwenkte oder ausgeschobene Arbeitsstellung bewegen.

Als einfacher hochtouriger Antrieb für die Messeranordnung eignet sich eine Turbine, insbesondere eine Luftturbine, weil sich durch diese bei kleiner Baugröße und verhältnismäßig geringem Gewicht ausreichend hohe Drehzahlen erzielen lassen, beispielsweise etwa 40 000 U/min mit einer Leistung von 03 PS bei 6 atü. Außerdem sind für die Erfindung geeignete Luftturbinen handelsüblich, denn sie sind beispielsweise bei druckluftgc-triebencn Kleinschleifgel Jten gebräuchlich.

Die Form der Einwölbungen der Rohrwand kann unterschiedlich sein. So können diese beispielsweise im Prinzip die Form von Halbkugeln, von Kegeln oder von Zylindern oder von Zylindern mit halbkugelförmiger oder kegelförmiger Stirnfläche aufweisen. Bevorzugt wird jedoch eine Form, bei welcher die angenähert allgemein zylindrischen oder kreiszylindrischen Querschnitt aufweisenden Einwölbung sich zu ihren ebenen Stirnflächen hin leicht verjüngen. Dadurch ist einerseits ein leichtes Herausziehen der Stifte aus den im Kunststoffrohr erzeugten Einwölbungen gewährleistet. Andererseits verläuft die Wand der Einwölbung in dem Bereich, in dem die Wand von der Messeranordnung erfaßt wird, wenigstens angenähert senkrecht zur Schneideinrichtung, was einem Abrutschen des Messers von der Wandung des Vorsprungs entgegenwirkt.

Die umlaufend angetriebene Messeranordnung kann im Bereich der durch die abstandlos hintereinander herlaufenden Formhälften gebildeten Hohlform angeordnet werden. Es ist jedoch auch möglich, die Messeranordnung außer/t jib der Hohlform anzuordnen. Dort ist jedoch das Rohr von außen nicht mehr abgestützt, so daß es zu wesentlichen Schwingungen hervorgerufen von der umlaufenden Messeranordrwng kommen kann. Deshalb wird es für eine Anordnung der umlaufenden Messeranordnung in Laufrichtung des Rohres hinter der Hohlform vorgezogen, die Messeran-

s Ordnung innerhalb einer feststehenden Führungshülse anzuordnen, welche das austretende Rohr am Außenumfang abstützt Diese Führungshülse kann beispielsweise an einem entsprechenden Arm am Werkzeugständer hinter dem Formgebungswerkzeug befestigt

ίο werden.

Wenn hingegen die umlaufende Messeranordnung innerhalb der geschlossenen Hohlform angeordnet ist, treten übermäßige Radialschwingungen nicht auf, weil in diesem Fall das Rohr und über dieses die

ι s Messeranordnung von den letztere jeweils umgebenden Formhälften abgestützt sind.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung muß jedoch bei im Bereich des hohlen geschlossenen Formwerkzeugs angeordneter Me?«ranordnung dafür Sorge getragen sein, daß die auf der Innenseite der Formhälften abragenden Stifte spätestens dann, wenn die von diesen erzeugten hohlen Einwölbungen in der Rohrwand die Messeranordnung erreichen, mindestens so weit aus der Rohrwandung zurückgezogen sind, daß die Schneidkanten der Messeranordnung freigehen. Um dieses Ziel zu erreichen, gibt es mehrere Möglichkeiten. So kann man beispielsweise die Stifte verschiebbar in den Formhälften lagern und derart ausbilden, daß sie mit ihrem rückwärtigen Ende aus den Formhälften herausragen und unter dem Einfluß von in den Formhälften vorgesehenen Federn stehen, die bestrebt sind, die Stifte nach innen gegen einen ihre Einschubtiefe begrenzenden Anschlag zu drücken. Die rückwärtigen Enden der Stifte können dann mit entsprechenden

y> Kurven zusammenarbeiten, gegen welche sie kurz vor dem Erreichen der Messeranordnung auflaufen. Die Kurven führen dann die Stifte radial nach außen, und zwar mindestens so lange, bis die Messeranordnung überlaufen ist

■to .^ine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Formhälften nach dem Durchlaufen des Formbereiches ein Stück schwach divergierend geführt werden, in welchem ihre Innenrippen mindestens weitgehend außer Eingriff mit den Außenrippen des Rohres

-n kommen und die Erhebungen mindestens zum Teil aus den Einwölbungen des Rohres austreten, und daß die Messeranordnung im Bereich der divergierenden Hohlformen angeordnet ist, in dem das hohle Formwerkzeug also bereits zum Teil geöffnet ist Vorzugs-

vi weise werden hierbei die Formhälften auch im Bereich der divergierenden Führung parallel zueinander geführt. Derartige Parallelführungen sind bekannt, beispielsweise aus der DD-PS 22 690.
Um zu gewährleisten, daß die die Messanordnung

3> tragende Verlängerung des Dorns des Extrudierwerkzeuges trotz elastischer Verformungen die Messeranordnung nicht genau genug konzentrisch führt, kann man vor der Messanordnung auf der Verlängerung des Dorns des Extrudierwerkzeuges einen Führungskörper anordnen, auf dem die noch nicht abgeschnittenen Einwölbungen gleiten. Dadurch wird die Messeranordnung zuverlässig genau in der Mitte des Rohres gehalten.

Bei hinter der Hoh'form, etwa im Bereich der oben erläuterten divergierenden Führung der Formhälften in der feststehenden Führungshülse angeordneter Messeranordnung ragt ein solcher Führungskörper vorteilhaft bis in die Führungshülse hinein.

Nachfolgend ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung mit umlaufender Messeranordnung.

F i g. 2 zeigt die umlaufende Messeranordnung nach F i g. 1 stark vergrößert und teilweise im Axialschnitt.

In den Zeichnungen sind für die Erfindung unwesentliche und/oder bekannte Teile stark schematisch dargestellt bzw. ganz weggelassen. Außerdem ist das ι ο mit dem gezeigten Extruder zusammenwirkende Formwerkzeug nicht dargestellt. Dieses Formwerkzeug ist in üblicher Weise ausgebildet An seinen Formhälften sind Stifte angeordnet, von welchen die in F i g. 2 gezeigten Ein Wölbungen 11 in der Wandung des extrudieren Rohres 9 geformt werden.

Links in F i g. 1 erkennt man das Extrudierwerkzeug mit der Extruderdüse 1, in deren Dorn 29 stirnseitig die

VprläncTPi-linu S pinopc^hrriiihl ic» Am r»nlil»n Ende der

Verlängerung S ist an diese ein außen zylindrisches Gehäuse 30 koaxial angeschraubt, in welchem als Antrieb 31 eine Luftturbine aufgenommen ist. Das Gehäuse 30 ist zweiteilig und besteht aus einem mit der Verlängerung 5 verschraubten Bodenteil 33 und einem an dessen der Verlängerung 5 abgewandten offenen Ende auf dieses koaxial aufgeschraubten Kappenteil 32, welches stirnseitig unter Bildung eines Innenbundes 34 durchbohrt ist Der Antrieb 31 ist in dem Gehäuse 30 zwischen einem entsprechenden Ringbund im Bodenteil 33 und dem Innenbund 34, welcher auf einer Schulter des Antriebs 31 aufliegt, verklemmt Stirnseitig über den Innenbund 34 ragt die Abtriebswelle 35 des Antriebs 31 nach außen axial hinaus und trägt die umlaufende Messeranordnung 36.

Zur Druckluftzufuhr in die als Antrieb 31 vorgesehe- J5 ne Turbine ist die Verlängerung 5 auf ihrer gesamten Länge durchbohrt und an ihrem freien Ende an den Zufuhrstutzen der Turbine angeschlossen. Die Bohrung in der Verlängerung 5 setzt sich im Dorn 29 der Extruderdüse in einen Kanal 37 fort welcher mit einem -»n seitlich aus dem Extrudierwerkzeug herausgeführten Zuführstutzen 38 in Verbindung steht.

Wie besser aus Fig.2 ersichtlich, besteht die Messeranordnung 36 aus einem Tragrad 39, welches auf der Abtriebswelle 35 der Luftturbine sitzt Das Tragrad ··"> 39 ist mit beispielsweise vier radialen Schlitzen 40 versehen, in welchen jeweils ein Schneidmesser 41 um eine quer zur Drehachse und im Abstand davon verlaufende Achse leicht schwenkbar angebracht ist. Unter der Fliehkraft werden die Schneidmesser 41 nach in außen geschwenkt so daß dann ihre Schneidkanten 42 auf der der Laufrichtung des Rohres 9 abgewandten Seite radial verlaufen. Die Schneidkanten 42 bildet mit der bei ausgeschwenktem Schneidmesser 41 radial außenliegenden Stirnkante des Schneidmessers 41 einen spitzen Winkel und ist an der Stirnkante axial hinterschliffen. Das in den F i g. 1 und 2 jeweils oben liegende Schneidmesser 41' ist in der radial eingeschwenkten Lage gezeigt, welche es einnimmt wenn die Messeranordnung 36 stillsteht oder noch nicht mit "i ausreichend hoher Geschwindigkeit umläuft

Bei unter der Fliehkraft ausgeschwenkten Schneidmessern 41, wie es jeweils in der unteren Hälfte der Figuren 1 und 2 gezeigt ist, beschreiben die radial äußeren Enden der Schneidkanten 42 Kreise mit einem ··'■ Durchmesser, weicher im wesentlichen dem lichten Innendurchmesser des Rohres 9 nach Abschneiden der hohlen Einwölbung 11 entspricht Dadurch werden die an den Schneidmessern 41 vorbeiwandernden Einwöl bungen 11 des Rohres abgefräst Durch die hohe Drehzahl der Messeranordnung 36 im Verhältnis zui Vorschubgeschwindigkeit des Rohres 9 entsteht nacl· dem Abtragen der Einwölbung 11 ein glatter Lochram für die gebildeten Wassereintrittslöcher in den Wellen tälern des Rohres 9. Die Drehzahl der Turbine unc damit der Messeranordnung 36 liegt vorzugsweise irr Bereich von einigen 10 000 U/min, beispielsweise be 40 000 U/min. Die Abluft der Turbine tritt in da; gefertigte Rohr 9 ein.

Die umlaufende Messeranordnung 36 gemäß der F i g. 1 und 2 ist vorzugsweise axial außerhalb der niehl gezeigten Hohlform angeordnet Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, sind die Messeranordnung 36 und da: wandernde Rohr 9 von einer Führungshülse 43 umgeben, an deren Innenumfangsfläche die äußerer Wellenrücken des Rohres 9 gleiten. Die Führungshülse 43 CrStrcCtvt SiCii LsiS ütsCr uS5 vj£naüäc *rv. 1Γ1 ucill ii'i lilt Führungshülse 43 hineinragenden Bereich bildet das Kappenteil 32 des Gehäuses 30 einen Führungskörper 44, auf welchem die noch nicht abgeschnittenen Einwölbungen 11 gleiten. Die Führungshülse 43 isl beispielsweise an einem nicht gezeigten Arm kurz hinter dem Formwerkzeug am zugehörigen Werkzeugständer gehalten. Über die das Rohr von außen her abstützende Führungshülse 43 werden zu große radiale Schwingungen durch die umlaufende Turbine und die umlaufende Messeranordnung 36 vermieden. Ober den Führungskörper 44 und das Rohr 9 wird außerdem die Messeranordnung 36 an der Führungshülse 43 zentriert. Der Führungskörper 44 ist auf der der Laufrichtung des Rohres 9 abgekehrten Seite konisch abgeschrägt so daQ die Einwölbungen U sauber auf die Außenfläche des Führungskörpers 44 hinauflaufen können. Ähnlich isl die Führungshülse 43 für das saubere Einlaufen des Rohres 9 auf der dem Extruder zugewandten Seite innen ausgerundet.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist auf der Verlängerung 5 auf der der Extrudermündung 1' zugewandten Seite ein Führungskörper 6 gleitbar angeordnet

Der Führungskörper 6 läuft an seinem der Extruderdüse 1 zugekehrten Ende 16 konisch zu, so daß das fortwährend an ihm vorbeiwandernde Rohr 9 leicht auf den Führungskörper 6 hinaufgleiten kann. Der Führungskörper 6 weist eine Axialbohrung auf, mit deren Hilfe er auf einer die Verlängerung 5 bildenden Stahlstange axial verschiebbar sind. Zur Drehsicherung kann beispielsweise der Führungskörper 6 mit einem Stift in eine kleine Längsnut der Verlängerung 5 eingreifen. An der der Messeranordnung 36 zugektnrten Seite ist am Führungskörper 6 ein Zylindervorsprung 45 mit gegenüber dem Führungskörper 6 kleinerem Durchmesser ausgebildet, auf welchen ein Abdichtungskolben 46 aufgeschraubt ist Der Abdichtungskolben 46 gewährleistet daß trotz des Vorhandenseins der nach innen ragenden Einwölbungen 11 der zwischen Führungskörper 6 und Extrudermündung Γ zum Anschmiegen des noch weichen Rohres 9 gegen die gerippten Innenflächen der Hohlform gebildete Überdruck aufrechterhalten bleibt Hierzu ist der Abdichtungskolben 46 im Ausführungsbeispiel aus einem flexiblen Material gebildet und ragt radial über die Einwölbungen 11 hinaus bis an die Innenseite der Wellentäler des Rohres 9 (von außen gesehen). Durch die Nachgiebigkeit des Materials des Abdichtungskolbens 46 können die vorbeiwandernden Einwölbungen 11 unter Verformung des Umfangsbereiches des

Abdichtungskolbens 46 axial durch diesen hindurchtreten. Als Material für den Abdichtungskolben 46 eignet sich beispielsweise ein Filz oder ein Bürstenmaterial mit dicht gepackten weichen Borsten.

Alternativ kann der FUhrungskörper 6 mit in der Breite der Einwölbungen 11 ausgebildeten Axialnuten versehen sein, die zur Extrudermündung Γ hin sich kontinuierlich erweitern, so daß der Führungskörper 6 durch die in die Axialnuten einlaufenden Einwölbungen 11 selbsttätig in seine richtige Drehlage eingestellt wird.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 tritt die den Überdruck ausbildende Luft durch einen parallel neben

dem Kanal 37 durch den Extruderkern laufenden Kanal 47 an der Stirnseite der Extrudermündung Γ aus. In den Kanal 47 wird die Druckluft durch einen ebenfalls aus dem Extruderkopf seitlich herausgeführten zweiten Zufuhrstutzen 48 zugeführt.

Zwischen Abdichtungskolben 46 und Kappenteil 33 des Gehäuses 30 ist auf der Verlängerung 5 noch eine Distanzhülse 49 aufgesteckt, welche etwa den Durchmesser des Gehäuses 30 hat. Die Distanzhülse 49 bildet mit ihrem der Extruderdüse 1 zugewandten geschlossenen Stirnende den Endanschlag für den verschiebbaren Führungskörper 6 und den Abdichtungskolben 46

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Dränagerohren mit quergewellter Wandung aus Kunststoff, deren Wassereintrittslöcher sich in den Wellentälern befinden, mit einem Extruder zur Erzeugung eines thermoplastisch verformbaren Rohrstranges, mit einem dem Extruder nachgeschalteten Formwerkzeug aus zwei Reihen von umlaufenden Formhälften, die im auf das Extrudierwerkzeug folgenden Bereich abstandslos hintereinander herlaufen und so eine wandernde Hohlform bilden, deren Innenfläche in Umfangsrichtung verlaufende Rippen aufweist, mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren des in der Hohlform befindlichen plastischen Rohrstranges, um letzteren an die Innenläche der Hohlform anzuschmiegen, mit in das Innere der Hohlform ragenden Stiften auf den Rücken der Rippen, und einer zum Aufschneiden der von den Stiften erzeugten Einwölbungen der Rohrwandung dienenden Messeranordnung, die von einer Verlängerung des Doms des Extrudierwerkzeugs getragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Messeranordnung (36) um eine koaxial zur Rohrachse verlaufende Achse umlaufend antreibbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem hochtourigen Antrieb (31) ausgestattete Messeranordnung (36) Schneidmesser (41) mit wenigstens bei umlaufender Messeranordnung (36) auf der der Laufrichtung des Rohres (9) entgegefcgerichr-ten Seite in einer Normalebene zur Rohrechse verlaufender Schneidkanten (42) aufweist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Schneidmesser (41) am Außenende quer zu den Schneidkanten (42) hinterschliffen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß die Schneidmesser (41) an einem Tragrad (39) unter der Fliehkraft in ihre Schneidlage bewegbar angebracht sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die Schneidmesser (41) an dem Tragrad (39) schwenkbar angelenkt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (41) mittels jeweils einer Feder aus der Schneidlage zurückdrückbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb (31) für die Messeranordnung (36) eine Turbine, vorzugsweise eine Luftturbine, vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Messeranordnung (36) in Laufrichtung des Rohres (9) hinter dem Formbereich des Formwerkzeuges innerhalb einer feststehenden Führungshülse (43) angeordnet ist, welche das Rohr (9) umgibt und deren Innendurchmesser mindestens und vorzugsweise dem Außendurehmesser des Rohres (9) entspricht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Formhälften nach dem Durchlaufen des Formbereiches ein Stück schwach divergierend geführt sind, in welchem ihre Innenrippen mindestens weitgehend außer Eingriff mit den Außenrippen des Rohres kommen und die Stifte mindestens zum Teil aus den Einwölbungen des Rohres austreten, und daß die Messeranordnung

(36) im Bereich der divergierenden Formhälften angeordnet ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formhälften im Bereich der divergierenden Führung parallel zueinander geführt sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Mdsseranordnung (36) auf der Verlängerung (5) des Domes

(29) des Extrudierwerkzeuges ein Führungskörper (6, 44) sitzt, auf dem die Einwölbungen (11) gleiten und dadurch die Messeranordnung (36) zentrieren.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper

(44) axial in die Führungshülse (43) hineinragt