DE2809386A1

DE2809386A1 - Verfahren und vorrichtung zum kalibrieren von profilen aus thermoplastischem kunststoff mittels unterdruck

Info

Publication number: DE2809386A1
Application number: DE19782809386
Authority: DE
Inventors: Peter Gauchel; Josef Kurth
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Huels Troisdorf AG
Priority date: 1978-03-04
Filing date: 1978-03-04
Publication date: 1979-09-06
Also published as: DE2809386B2; BE874565A; IT1114972B; AT385718B; GB2015418B; CA1135921A; JPS6227977B2; FR2418712B1; IT7948191A0; GB2015418A; JPS54163960A; FR2418712A1; US4411613A; ATA160579A; NL7901687A; US4468369A; DE2809386C3

Description

-DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf Bez. Köln

Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren von Profilen aus thermoplastischem Kunststoff mittels Unterdruck

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kalibrieren von Profilen aus thermoplastischen Kunststoffen mittels außenseitig auf die Profiloberfläche beim Durchziehen durch ein Kalibrierwerkzeug einwirkendem Unterdruck, wobei die Profiloberfläche indirekt durch ein durch Kanäle in dem Kalibrierwerkzeug durch- ! fließendes Kühlmittel gekühlt wird und der Unterdruck sich in j an die Profiloberfläche angrenzenden Schlitzen des Kalibrier- j Werkzeuges aufbaut und auf eine Vorrichtung zum Durchführen des I Verfahrens, bei dem das Kalibrierwerkzeug parallel zur Längser- j Streckung des Profiles unterteilt ist und mit Kanälen zum Durchfließen eines Kühlmittels und in den an der Profiloberfläche anliegenden Kaliberwandungen der Kaliberteile· mit quer zur Längserstreckung des Profiles verlaufenden und an eine Unterdruckquelle angeschlossenen Schlitzen ausgebildet ist.

Verfahren zum Vakuumkalibrieren von thermoplastischen Kunststoff profilen sind beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 10 16 009 bekannt. Die Qualität und die Leistungsfähigkeit einer Kalibriereinrichtung hängt auch von der Wirksamkeit ihrer Kühlung; ab, d.h. von den Wärmeübergangsbedingungen. Man hat daher bereitsi vielfach versucht, die Kühlwirkung beim Vakuumkalibrieren zu verbessern, siehe beispielsweise DT-OS 22 39 747, wobei Kalibrier· werkzeuge mit indirekter Kühlmittelführung und direkte Kühl- ^! strecken ohne Kalibrierwerkzeug einander abwechseln. Die direkten' Kühlstrecken bestehen hierbei in einem unter Unterdruck gehalte- j nen Wasserbad. Für kompliziert zu kalibrierende Profilquer-

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schnitte ist ,jedoch die Unterbrechung der Kalibrierung nachteilig.

Darüber hinaus hat man bereits festgestellt, wie im "Plastverarbeiter", 28. Jahrgang, 1977, Nr. 10, Seiten 513 bis 520, insbe-i sondere Seite 516 beschrieben, daß das beim Vakuumkalibrieren ungewollt durch die Vakuumschlitze in dem Kalibrierwerkzeug aus dem umgebenden Kühlbad angesaugte Leckwasser bereits eine zusätzliche Kühlwirkung zeigt und durch dieses Leckwasser ebenfalls aus dem zu kalibrierenden Profil Wärme abgeführt wird.

Darüber hinaus ist es beispielsweise aus der DT-OS 25 35 286 be-i kannt, innerhalb eines Vakuumkalibrierwerkzeuges neben indirek- ; ter Kühlung auch eine direkte Kühlung des zu kalibrierenden i Profiles vorzusehen, d.h. außer einer Kühlung des Kalibrierv/erk-j zeuges auch die Profiloberfläche Stellenwaise direkt mit einem \

Kühlmittel zu beaufschlagen. j

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühltechniken beim Vakuumkalibrieren weiter zu verbessern, wobei gleichzeitig auch das Kalibrierwerkzeug mit der Kühleinrichtung , möglichst einfach herstellbar sein soll. '

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe verfahrensmäSig dadurch, daß das durch-die Kanäle des Kalibrierwerkzeuges züge- _: führte Kühlmittel über die mit dem Unterdruck beaufschlagte Profiloberfläche durch den Unterdruck abgeführt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also der Kühlmittelkreislauf direkt an den Vakuumkreis angeschlossen. Erfindungsgemäß wird also das für die Kühlung des Profiles beim Durchziehen durch das Kalibrierwerkzeug in dem letzteren geführte Kühlmittel nunmehr einer direkten Kühlung der Profiloberfläche zugeführt, dadurch, daß das Kühlmittel in seiner Gänze durch die Vakuumschlitze, die der Unterdruckkalibrierung dienen, an die Profiloberfläche herangeführt wird und gleichzeitig durch die ar; die Vakuumschlitze angeschlossene Unterdruckquelle wieder abgesaugt

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wird. Auf diese V/eise ist eine gleichmäßige und kontinuierliche : sowie intensive Kühlung des zu kalibrierenden Profiles ermöglicht. Die Druckverhältnisse von Kühlmittel und Unterdruckkalibrierung ι werden erfindungsgemäß vorteilhaft aufeinander abgestimmte Bei- ι spielsweise derart_s daß der Kühlmitteldruck vor dom Einlauf des j Kühlmittels in den mit Unterdruck beaufschlagten Bereich an der
Profiloberfläche der.Profile abgesenkt wird_? vorzugsweise bis
auf einen sich dem Unterdruck nähernden Wert»

Durch die erfindungsgemäße Ausschließung des Kühlmittels an die
Unterdruckkalibrierung wird durch den Druck, mit dem der Kühlmittelkreislauf beaufschlagt ist_s das Vakuum abgebaut«, Solange
dieser Abbau nicht zu weit geht₉ wird die Kalibrierung der Profiloberfläche noch nicht beeinflußt., Bei höherem Kühlmitteldruck und Kühlmittelmengen jedoch wird diesem Abbau mit den vorangehend geschilderten Maßnahmen,, nämlich Einbau einer Drossel j zur Absenkung des Kühlmitte!druckes entgegengewirkt_o Zugleich j wird durch die erfindungsgemäße Kühlung erreicht, daß das Kühl- | mittel, z.Bο Wasser, sobald es mit Unterdruck beaufschlagten Be- ! reich angesogen wird, verdüst und mit erhöhter Geschwindigkeit ' an der Profiloberfläche vorbeigeführt wird. Auf diese Weise wird ^: die Kühlwirkung erheblich erhöhte i

Die Vorrichtung zum Kalibrieren von Profilen aus thermoplaste- i schem Kunststoff mittels außenseitig auf die Oberfläche beim
Durchziehen durch ein Kalibrierwerkzeug einwirkendem Unterdruck
geht von einem Kalibrierwerkzeug aus, das parallel zur Längserstreckung des Profiles unterteilt ist und mit Kanälen zum Durchfließen eines Kühlmittels und in den an der Profiloberfläche anliegenden Kaliberwandungen der Kaliberteile mit quer zur Längserstreckung des Profiles verlaufenden und an eine Unterdruckquelle angeschlossenen Schlitzen ausgebildet ist. Zur Erhöhung { der Kalibrierleistung und Intensivierung der Kühlung wird das j Kalibrierwerkzeug erfindungsgemäß so ausgestaltet, daß Kühl-- j mittelkreis und Unterdruckkreis vereinigt sind, dergestalt, daß j

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die Kanäle für das Kühlmittel an die Vakuumschlitze angeschlos- ' cen sind und das durch die Kanäle zugeführte Kühlmittel durch j die Vakuumschlitze mittels Unterdruck abführbar ist. Durch die j

erfindungsgemäße Vereinigung von Kühlmittelkreislauf und Unterdruckkreis dergestalt, daß die Kühlkanäle mit den Vakuumschlitzen verbunden werden, kann das Kalibrierwerkzeug wesentlich einfacher konstruiert werden. Insbesondere entfallen die getrennten Wasserabführungen des Kühlmittelkreislaufes, da diese mit dem Vakuumanschluß vereinigt sind. Die intensive Kühlwirkung wird nicht durch ein umfangreiches und kompliziertes Kühlkanal- \ system in dem Kalibrierwerkzeug erreicht, sondern durch Anschließung des Kühlmittelkreislaufes an die bereits vorhandenen Vakuumschlitze und damit an die Unterdruckkalibrierung.

Einebesonders vorteilhafte Weiterbildung des Kalibrierwerkzeuges nach der Erfindung sieht vor, daß die Kanäle für das Kühlmittel als offene Nuten in Längserstreckung des Kalibrierwerkzeuges auf den Oberflächen der Kaliberteile ausgebildet sind, wobei jeder Kanal mindestens einen Kühlmittelzufluß aufweist und vorzugsweise mit mehreren Vakuumschlitzen verbunden ist. Die für die Führung des Kühlmittels erforderlichen Kanäle können somit in einfacher Fräsarbeit in die Oberfläche der Kaliberteile eingearbeitet werden und es ist nicht mehr erforderlich, wie bei der indirekten Kühlung des Profiles, die Kaliberteile mit durchgehenden Bohrungen zu versehen.

Die Größe und der Aufbau eines Kalibrierwerkzeuges hängen wesentlich auch von dem Querschnitt des zu kalibrierenden Profiles ab. Für kompliziertere Profilquerschnitte kann es erforderlich sein, das Kalibrierwerkzeug in Längserstreckung in zwei, | vier, sechs oder mehr Kaliberteile zu unterteilen, um auch hin- ! terschnittene Querschnitte zu erfassen. Bei solchen mehrteiligen j Kalibrierwerkzeugen ist es im Sinne der Erfindung vorteilhaft, ■ daß in einem Kalibrierwerkzeug zwei oder mehr Kanal-Vakuum- j schlitz-Kreissysteme in Längserstreckung hintereinander und/oder , im Querschnitt übereinander vorgesehen sind. Auf diese Weise ist \ es möglich, einen schnellen Kühlmitteldurchfluß zu erreichen und

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auch die Intensität der Kühlung zu steigern. Damit ist es außerdem möglich, über die Länge eines Kalibrierwerkzeuges unterschiedlich intensiv zu kühlen, da die größte Kühlleistung beim Einlauf des Profiles in das Kalibrierwerkzeug erforderlich ist und mit zunehmender Erstarrung des Profiles zum Auslauf des Kalibrierwerkzeuges hin abnimmt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen^ die Kühlmitteldurchflußmenge durch das Verhältnis der Größen des Strömungsquerschnittes des das Kühlmittel zuführenden Kanals . zu der Summe der Strömungsquerschnitte der an diesem Kanal angeschlossenen Vakuumschlitze einzustellen- Auf diese V/eise ist es möglich, den Abbau des Unterdruckes ira Kalibrierbereich an der Profiloberfläche durch den Druck des Kühlmittels zu beeinflussen bzw. sogar zu verhindern. Letzteres wird durch Ausbildung des Kalibrierwerkzeuges beispielsweise dadurch erreicht_p daß der Strömungsquerschnitt der das Kühlmittel zuführenden Kanäle vor dem Einlauf zu den Vakuumschlitzen gedrossel ist₉ vorzugsweise soweit, daß der Strömungsquerschnitt für das Kühl- j mittel kleiner als der Strömungsquerschnitt der angeschlossenen ; Vakuumschlitze. Es ist aber auch möglich^, durch den Einbau einesi Druckreduzierventiles voh bzw. in den das Kühlmittel zuführenden Kanal den Kühlmitteldruck im Einlauf zum Unterdruckkaliberbe- ; reich zu verringern, gegebenenfalls bis er den Unterdruck unter-j schreitet. Auf diese Weise wird ein Abbau des Kalibrierunter·» \

druckes verhindert und eine gleichmäßige Kalibrierung des Profiles gewährleistet.

Durch die direkte Anschließung des Kühlmittels für das Kalibrier^ werkzeug an das Vakuumsystem des Kalibrierwerkzeuges ergibt sich \ also eine intensive Kühlwirkung bei gleichzeitig vereinfachtem ' Kalibrierwerkzeug unter Erhalt der Kalibrierwirkung durch Fort- I fäll eines komplizierten Kühlkanalsystems„ Die intensive Kühlung ^; wird über den ganzen Profilumfang erreicht, was gleichzeitig eine sehr gleichmäßige Kühlung bedeutet. Die noch erforderlichen Kühlkanäle zum Zuführen des Kühlmittels an das Vakuumschlitz- !

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system können frei zugänglich in den einzelnen Kaliberteilen oberflächlich angeordnet werden, sind daher nicht nur leicht herstellbar, sondern auch jederzeit gut zu reinigen. Darüber hinaus werden Anschlußleitungen erspart, so daß die Bedienung des Kalibrierwerkzeuges vereinfacht wird.

Die Erfindung wird in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines mehrteiligen Vakuum-Kalibrierwerkzeuges,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Vakuumkalibrierwerkzeug für ein mehrkammeriges Hohlprofil mit zwei Kühlmittel-Vakuum-Kreisen und

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Kalibrierwerkzeug für ein mehrkammeriges Hohlprofil analog Fig. 2 mit vier Kühlmittel-Vakuum-Kreisen,

Fig. 4_f 5 je eine teilweise Aufsicht auf Kaliberteile des ¹¹¹¹ Kalibrierwerkzeuges nach Fig. 3 und

Fig. 7 ein Kalibrierwerkzeug im Querschnitt schematisch mit einem einzigen Kühlmittel-Vakuum-Kreis.

Das in der Fig. 1 schematisch dargestellte Kalibrierwerkzeug dient zum Kalibrieren von extrudierten Profilen aus thermoplastischen Kunststoffen und wird hinter dem Spritzkopf einer Strangpresse angeordnet. Das Kalibrierwerkzeug arbeitet mit Unterdruck und weist des weiteren ein Kühlsystem mit Kanälen in dem Kalibrierwerkzeug zur Abführung der Extrusionswärme aus dem extrudierten Profil auf, Das in der Fig. 1 schematisch dargestellte Kalibrierwerkzeug weist eine T-förmige Kaliberöffnung 35 für ein entsprechendes T-Profil auf. Das Kalibrierwerkzeug ist in Längserstreckung des Profiles in einzelne Kaliberteile entspz^echend auch zur Erfassung der Kaliberöffnung 35 unterteilt. In dem gezeigten Beispiel v/eist das Kalibrierwerkzeug das Unterteil 1, das Oberteil 2, sowie die rechtseiti-

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gen und linksseitigen Kaliberseitenteile Ab, 5b, 6b sowie 4a, i

5a und 6a auf. In dem gezeigten Beispiel sind in das Kaliberun- :

terteil sowie Kaliberoberteil die Platten 3a, 3t> eingesetzt. \

Die Unterteilung des Kalibrierwerkzeuges richtet sich selbst™ !

verständlich nach der gewünschten Kaliberöffnung 35« Nicht dar- ,

gestellt sind in Fig. 1 die Vakuumschlitze zum Anlegen des ;

Unterdruckes an die zu kalibrierende Profiloberfläche, die quer j zur Längserstreckung des Profiles in den an der Profiloberfläche;

anliegenden Kaliberwandungen mit Abstand voneinander ausge- !

bildet sind. Diese nicht dargestellten Vakuumschlitze sind an j

eine Unterdruckquelle angeschlossen, in der Fig. 1 sind die \

Vakuumanschlüsse 32 und 33 dargestellt. Für die Zuführung des j

Kühlmittels sind die Kühlmittelanschlüsse 31 und 30 vorgesehen. \

Für das schematisch in der Fig„ 1 vereinfacht dargestellte Kalibrierwerkzeug ist in der Fig, 2 eine naturgetreue Ausbildung im Querschnitt dargestellt, wobei das dort dargestellte I-förmige mehrkammerige Kunststoffhohlprofil 34 zu kalibrieren ist. Das im Querschnitt dargestellte Kalibrierwerkzeug ist parallel zur Längserstreckung des Profiles und des Kalibrierv/erkzeuges unterteilt. Es "besteht in dem gezeigten Beispiel aus dem Unterteil 1 _s dem Oberteil 2, den linken Seitenteilen 4a„ 5a, 6a sowie den rechten Seitenteilen 4b, 5"b, 6b sowie den in das Oberteil bzw. Unterteil einzelnen Kaliberteilen zusammengesetzt und mittels nicht näher dargestellter Schraubverbindungen 7 vereinigt. Des weiteren sind die einzelnen Flächen der Kaliberteile gegeneinander abgedichtet, hierzu sind die Dichtungen 8 in parallel zur Längserstreckung des Kalibrierwerkzeuges verlaufenden Nuten 9 an den Berührungsflächen der einzelnen Kaliberteile vorgesehen. Um mittels Vakuum das Profil 34 kalibrieren zu können, sind j in den an das Profil 34 angrenzenden Kaliberwandungen die so- \ genannten Vakuumschlitze eingearbeitet, die quer zur Längser- j Streckung des Kalibrierwerkzeugcs und Profiles verlaufen und ! mit Abstand voneinander vorgesehen sind. I

In der Fig. 2 sind die in den einzelnen Kaliberteilen ein-

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gearbeiteten Vakuumschlitze rait 20, 21, 22, ZZ, 24, 25, 26 und 27 bezeichnet. Um ein möglichst gleichmäßiges und intensives Vakuum vorzusehen, sind in dem gezeigten Beispiel nach Fig. 2 zwei Vakuumanschlüsse vorgesehen, nämlich einmal im Unterteil der Vakuumanschluß 33 und zum anderen im Oberteil der Vakuumanschluß 32. Die Vakuumschlitze sind untereinander mittels in Längserstreckung des Kalibrierwerkzeuges verlaufenden Verbindungskanälen verbunden, dies sind die Verbindungskanäle 40, 12, 18, 19, 41, 14, 17 und 16. Die Verbindungskanäle 41 und 40 hin wiederum sind dann an das Vakuum 33 bzw. 32 über die Bohrungen 15 bzw. 10 anschließbar.

Zur Abkühlung des zu kalibrierenden und noch mit der Extrusionswärme beladenen thermoplastischen Profiles 34 wird das Kalibrierwerkzeug mittels eines Kühlmittels, beispielsweise Wasser gekühlt. Erfindungsgernäß ist dieser Kühlmittelkreislauf nicht mehr als getrennter Kreislauf von dem Vakuumkreis innerhalb des Kalibrierwerkzeuges vorgesehen, sondern mit diesem vereinigt. Hierzu wird das Kühlmittel, beispielsweise Wasser über Anschlüsse 31, 31 dem Kalibrierwerkzeug über Anschlußbohrungen 11, 13 zugeführt, von wo es über Kanäle 42, 43» 28, 52 an das Vakuumschiitzsyst'em angeschlossen wird und durch die Vakuumschlitze hindurchgeführt aus den Vakuumanschlußbohrungen 10 15 wieder abgesaugt und herausgeführt wird. Erfindungsgemäß ist ein geschlossener Kreislauf von Kühlmittel und Vakuum vorgesehen. In dem gezeigten Beispiel nach Fig. 2 sind zwei Kühlmittel-Vakuum-Kreise im Querschnitt übereinander angeordnet. Da das Kühlmittel, z.B. Wasser in der Regel mit Überdruck, z.B. 2 atü, dem Kalibrierwerkzeug über die Anschlüsse 30, 31 zugeführt wird, bewirkt dieser Kühlmitteldruck im Einlaufbereich zu den Vakuumschlitzen einen Abbau des dort herrschenden Unterdrucks auf 0 oder gar Überdruck. Hiervon sind bei dem Beispiel nach Fig. 2 insbesondere die Vakuumschlitze 25, 24 im an den Kanal 14 und 20, 21 im an den Kanal 12 angrenzenden Bereich be- j troffen. Diesem Abbau des Unterdruckes wird dadurch entge^enge- , wirkt, daß die das Kühlmittel an die Vakuumschlitze heranführen-!

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den Verbindungskanäle 28, 52 als Drossel ausgebildet sind und ^; den Strömungsquerschnitt des zufließenden Kühlmittels verkleinern und eine entsprechende Verringerung des Kühlmitteldruckes be~ ι wirken. Die Drosselwirkung der Kanäle 28, 52 ist hierbei abhän- ■ gig vom Querschnitt der Kanäle 28, 52 zu dem Strömungsquarschnitt der angeschlossenen Vakuumschlitze und von der Länge der Dros- j sei, d.h. bei dem Beispiel nach Fig. 2 dem Abstand zwischen den ; Kanälen 42 und 14 bzw. 12 und 43 voneinander. Ist der Drossel- : querschnitt der Kanäle 28 bzw. 52 kleiner als der Querschnitt
der angeschlossenen Vakuumschlitze, so werden die Druckverhält- '. nisse umgekehrt und das Kühlmittel, hier Wasser, wird in die Va-! kuumschlitze gesaugt und mit erhöhter Geschwindigkeit über die ; Profiloberfläche geführt und aus den Vakuumanschlüssen 32, 33 ·

abgesaugt. !

In der Fig. 3 ist eine Variante zum Kalibrieren des Profils 34
nach Fig. 2 dargestellt, wobei das im Querschnitt dargestellte- : Kalibrierwerkzeug, das ebenfalls parallel zur Längserstreckung
unterteilt ist in Oberteil und Unterteil 2, 1, sowie in die
Seitenteile 4a, 5a, 6a sowie 4b, 5b, 6b₉ bei dem jedoch anstelle von zwei Kühlmittel-Vakuum-Kreisen vier solcher Kühlmittel-Va- !

kuum-Kreise zur Intensivierung der Kühlung vorgesehen sind«. Er- , gänzend zu den bereits in der Fig. 3 dargestellten Vakuumanschlüssen sind noch die Vakuumanschlußbedingungen 50 sowie 46
und zusätzlich die Y/ässeranschlußbohrungen 44 und 49 vorgesehen. : Entsprechend sind weitere Kanäle erforderlich, die die Anschlüs-, se mit den Vakuumschlitzen verbinden, dies sind die Kanäle 51 _f ! 45, 47 und 48. In dem gezeigten Beispiel nach Fig. 3 sind die \ Übergangsquerschnitte für das Kühlmittel zu den Vakuumschlitzen,i nämlich anschließend an die Kanäle 42, 48 bzw. 43, 45 nicht ! verkleinert gegenüber den Querschnitten der Vakuumschlitze. In j diesem Beispiel wird die Drosselwirkung durch in die Wasseran» \ Schlüsse eingebaute Druckreduzierventile 60 bis 63 erreicht. 0b-^! wohl also das Kühlmittel ungehindert in die Vakuumschlitze einlaufen kann, wird dennoch noch eine ausreichende Kalibrierung . der Profiloberfläche erreicht. Durch die eingesetzten Druckre- i duzierventile für das Kühlmittel wird erreicht, daß das für die i

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Kalibrierung erforderliche Vakuum auch noch im Einlaufbereich des Kühlmittels gehalten werden kann.

Der erfindungsgemäße Kaliberaufbau hat den Vorteil, daß sowohl die erforderlichen Vakuumschlitze als auch sämtliche Verbindungskanäle und kühlmittelführenden Kanäle als offene Nuten in die Oberflächen der Kaliberteile eingearbeitet werden können. In den Figuren 4 bis 6 sind Ansichten der Kaliberteile nach Fig. 4 auszugsweise dargestellt. Die Figuren 4 bis 6 stellen eine Aufsicht der Kaliberteile nach Fig. 3 in verkleinertem Maßstab dar.

Die Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf das Kaliberteil 6b nach Fig.3, die nicht näher bezeichneten Bohrungen dienen der Verschraubung der Kaliberteile miteinander. In den an das Profil anliegenden Kaliberwandungen sind die Vakuumschlitze 21 mit Abstand voneinander eingearbeitet, wobei der Abstand und die Größe der Vakuumschlitze voneinander sich nach dem zu kalibrierenden Teil richtet. Je nach gewünschtem Kühlmitteldurchlauf sowie Kühlwirkung können mehrere Vakuumschlitze 21 an einen gemeinsamen Kühlmittelkreislauf angeschlossen werden. Vorteilhaft ist es, im Einlaufbereich des Kalibrierwerkzeuges den ersten oder auch mehr Vakuucschlitze nicht an das Kühlmittelsystem anzuschließen, um hier ι zunächst das einlaufende Profil zur Anlage an das Kalibrierwerk- ; zeug zu bringen. Für diesen ersten Vakuumschlitz kann für eine indirekte Kühlung zusätzlich z.B. ein Ringkanal 53 vorgesehen sein. Die nächstfolgenden fünf Vakuumschlitze sind mittels des ! Verbindungskanals 45 verbunden, der mit den Anschlußbohrungen 44 zum Zuführen des Kühlmittels ausgerüstet ist. Die daran sich anschließenden weiteren Vakuumschlitze sind wiederum zu einer Einheit zusammengefaßt und mittels eines nicht näher bezeichneten Kanals untereinander verbunden und wiederum mit einem Kühlmittelzufluß ausgestattet. Je nach Länge des Kalibers können ein, zwei oder mehr solcher Kühlmittel-Vakuum-Schlitzkreise hintereinander und wie aus Fig. 3 zu ersehen, übereinander vorgesehen werden.

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In der Fig. 5 ist in verkleinertem Maßstab die Aufsicht auf das Kaliberteil 5b nach Fig. 3 ausschnittsweise gezeigt. Das Kaliber 5b hat keinen Kühlmittelanschluß bzw. Vakuumanschluß, sondern es wird über die Vakuumschlitze 21 des darüberliegenden Kaliberteiles 6b bzw. die Vakuumschlitze 23 des auf der anderen Seite angrenzenden Kaliberteiles 4b gespeist. Auch bei dem Kaliberteil 5b sind die Vakuumschlitze 22 gruppenweise mittels sich in Längserstreckung des Kalibers erstreckender Verbindungskanäle verbunden. Die Zusammenfassung in Gruppen entspricht derjenigen der darüber und der darunterliegenden Kaliberteile 6b bzw. 4b. Auch hier ist der erste Vakuumschlitz im Kalibereinlaufbereich nicht an das Kühlmittelsystem angeschlossen, sondern wird in- [ direkt über die Ringbohrung 54 gespeist. Des weiteren ist das Kaliberteil 5b mit der Nut 9 zum Einlegen einer Dichtung 8 ausgebildet. " j

In der Fig. 6 ist in verkleinertem Maßstab die Aufsicht auf das Kaliberteil 4b dargestellt. Auch hier ist die im Kalibereinlaufbereich liegende erste Vakuumschlitz nicht an das Kühlmitteisystem angeschlossen, sondern wird vermittelst der Ringbohrung 55 indirekt gekühlt. Die nachfolgenden Vakuumschlitze 23 sind : wiederum gruppenweise zusammengefaßt und über die Verbindungskanäle 19 bzw. 47 miteinander verbunden. Die Verbindungskanäle 47 hin wiederum sind an das Vakuum über die Bohrungen 46 angeschlossen.

Das in den Figuren 2 bis 6 dargestellte Prinzip des Kühlens und Kalibrierens mittels Unterdruck unter Anwendung von Kalibrierwerkzeugen kann auf beliebige Profilquerschnitte angewendet werden. Die Zuordnung von Kühlmittel-Vakuum-Kreisen zu den Querschnitten kann je nach Erfordernis symmetrisch oder auch unsymmetrisch erfolgen, die Anzahl der Kreise im Querschnitt übereinander bzw. in Längserstreckung des Kalibrierwerkzeuges hintereinander richtet sich nach der Art des zu kalibrierenden Profiles.

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! In der Fig. 7 ist die Erfindung an einem weiteren Beispiel dar- j gestellt, wobei ebenfalls ein Querschnitt durch das zu kalibrie- > rende Profil einschließlich V.erkzeug gezeigt ist. Bei dem zu kalibrierenden Profil 34 handelt es sich um ein Hohlprofil mit relativ einfachem Querschnitt, entsprechend ist das Kalibrierwerkzeug parallel zur Längserstreckung unterteilt in das Unterteil 1, das Oberteil 2, die in diese Teile eingesetzten Platten 3a und 3b sowie in das linke Kaliberseitenteil 4a und das rechte Kaliberseitenteil 4b. Die Kaliberteile sind wiederum mittels der nicht näher dargestellten Schraubverbindungen 7 miteinander verschraubt. Das Kalibrierwerkzeug ist auf Stützen 38 in den mit Wasser gefüllten Behälter 36 eingesetzt. Das in dem Behälter 36

j.!, -i .i. und,* lauf end, neu zugeführte . . enthaltenevwasaer dient zur Kühlung ües Kalibrierwerkzeuges und zu kalibrierenden Profiles 34. Das zum Kalibrieren der Profiloberfläche 34 benötigte Vakuum wird über den Vakuumanschluß 33 an das Kalibrierwerkzeug angelegt, und über die Kanäle 15» 41 an die einzelnen Vakuumschlitze 23, 20, 25 und 24 an die Profiloberfläche angelegt. Das Kühlmittel aus dem Behälter 36 wird der Profiloberfläche über die Verbindungskanäle 28, 28a zugeführt. Der Wasserdruck, unter dem das in das Kalibrierwerkzeug einlau-

j fende Wasser steht, entspricht der über dem Anschiußbereich 31 stehenden Wassersäule. Um zu verhindern, daß dieser Wasserdruck

j das an die Oberfläche des Profiles 34 durch die Vakuumschlitze angelegte Vakuum zunichte macht und damit eine einwandfreie Kalibrierung verhindert', sind die Wasserzulaufkanäle 28, 28a als Drossel ausgebildet, wobei ihr Strömungsquerschnitt kleiner als der Strömungsquerschnitt der angeschlossenen Vakuumschlitze ist. Die Drosselwirkung ist hierbei auch abhängig von der Länge der Drossel, d.h. also vom Wassereinlauf 31 bis zum Erreichen der Vakuumschlitze. In dem gezeigten Beispiel ist nicht der gesamte ι Bereich zwischen Wassereinlauf 31 und Vakuumschlitzen 20 bzw. j 25 als Drossel ausgebildet, sondern nur der mit L bezeichnete j

Bereich. Durch die Ausbildung der Verbindungskanäle 28, 28a als [ Drossel wird erreicht, daß das Kühlmittel durch das Vakuum ange- J

saugt wird, jedoch das Vakuum nicht aufgehoben wird und das Kühlmittel durch die Vakuumschlitze hindurch an der Profiloberfläche entlang mit erhöhter Geschwindigkeit geführt und durch die Ka-

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näle 15, 41 wieder abgesaugt wird.

Vorteilhaft ist es des weiteren, wie in der Fig. 7 dargestellt, die als Drossel wirkenden Verbindungskanäle 28 und 28a, die sich in den Kaliberteilen 2 bzw. 4a befinden, gegeneinander versetzt anzuordnen. Dieses hat den Vorteil, daß sowohl die Oberseite des zu kalibrierenden Profiles als auch die Unterseite des zu kalibrierenden Profiles gleichmäßig mit Kühlmittel versorgt werden. Vorteilhaft ist es auch die Vakuumschlitze gegeneinander versetzt anzuordnen, wie aus Fig. 7 zu ersehen ist. Damit wird zugleich das Abdichten der Verbindungskanäle 28, 28a gegeneinander erreicht und eine gleichmäßige Wasserverteilung bewirkt.

Mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Kalibrierwerkzeug kann eine Dosierung und Verteilung der Kühlmittelmenge und damit eine Steuerung der Kühlwirkung für einzelne Abschnitte vorgenommen werden. Die Verteilung und Dosierung des Kühlmittels kann insbesondere auch durch die Größe der die Vakuumschlitze verbindenden Kanäle, die die Zufuhrkanäle für das Kühlmittel darstellen, vorgenommen werden. Darüber hinaus ist auch eine Steuerung der Kühlmittelmenge bzw. des Kühlmitteldurchflusses durch das angelegte Vakuum möglich. Darüber hinaus ist auch eine Steuerung der Kühlmittelmenge bzw. des Kühlmitteldurchflusses durch das angelegte Vakuum möglich. Darüber hinaus ist eine Mengenregelung des über die Kühlmittelanschlüsse zugeführten Kühlmittels von außerhalb des Kalibrierwerkzeuges möglich. Durch das gewählte Verhältnis der Eingangsgröße der Vakuumschlitze zu den das Kühlmittel heranführenden und verteilenden Verbindungskanälen sind die Druckverhältnisse beeinflußbar und damit ebenfalls der Kühlmitteldurchfluß im zeitlichen Ablauf.

Für die gewünschte Kühlwirkung ist des weiteren auch die Größe der Vakuumschlitze ausschlaggebend, wobei die Größe der Vakuumschlitze über die Kaliberlänge gesehen hin variieren kann, ebenso wie der Abstand der Vakuumschlitze voneinander. Bei Anwendung der Erfindung wird also laufend Kühlwasser mit relativ hoher Geschwindigkeit an der Profiloberfläche vorbeigeführt, woboi die jeweiligen Kühlwassermengen sehr schnell ausgetauscht wer-

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! den lind somit über den Profilquerschnitt keine Unterschied I in der Kühlintensität auftreten,

3 6/0401 BAD ORIGINAL

Claims

Patentansprüche ;

Verfahren zum Kalibrieren von Profilen aus thermoplastischen
Kunststoffen mittels außenseitig auf die Profiloberfläche
beim Durchziehen durch ein Kalibrierwerkzeug einwirkendem
Unterdruck, wobei die Profiloberfläche indirekt durch ein
durch Kanäle in dem Kalibrierwerkzeug durchfließendes Kühlmittel gekühlt wird und der Unterdruck sich in an die Profiloberfläche angrenzenden Schlitzen des Kalibrierwerkzeuges
aufbaut, dadurch gekennzeichnet,
daß das durch die Kanäle des Kalibrierwerkzeuges zugeführte
Kühlmittel über die mit dem Unterdruck beaufschlagte Profiloberfläche durch den Unterdruck abgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ; Kühlmitteldruck vor dem Einlauf des Kühlmittels in den mit ^! Unterdruck beaufschlagten Bereich an der Profiloberfläche der Profile abgesenkt wird, vorzugsweise bis auf einen sich dem _; Untergrund nähernden Wert« '
3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 ! ! oder 2, wobei das Kalibrierwerkzeug parallel zur Längser- i Streckung des Profiles unterteilt ist und mit Kanälen sum j Durchfließen eines Kühlmittels und in den an der Profilober- ; fläche anliegenden Kaliberwandungen der Kaliberteile mit quer _: zur Längserstreckung des Profilen verlaufenden und an eine i Unterdruckquelle angeschlossenen Schlitzen ausgebildet ist, ^! dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelkreis und der Unterdruckkreis vereinigt sind, dergestalt, daß die Kanäle für das Kühlmittel an die Vakuumschlitze angeschlossen sind und laß ; durch die Kanäle zugeführte Kühlmittel durch die Vakuumschlitze mittels Unterdruck abführbar ist.

Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die '.

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ORIGINAL INSPECTED

Kanäle als offene Nuten in Längserstreckung des Kalibrierwerkzeuges auf den Oberflächen der Kaiiberteile ausgebildet sind, wobei jeder Kanal mindestens einen Kühlmittelzufluß aufweist und vorzugsweise mit mehreren Vakuumschlitzen verbunden ist.

Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Kalibrierwerkzeug zwei oder mehr Kanal-Vakuum- j schlitz-Kreissysteme in Längserstreckung hintereinander und/ oder im Querschnitt übereinander vorgesehen sind. j

ί J6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn- !

zeichnet, daß die Kühlmitteldurchflußmenge durch das Verhält-; nis der Größen der Strömungsquerschnitte des das Kühlmittel j zuführenden Kanals zu der Summe der Strömungsquerschnitte der; an diesen Kanal angeschlossenen Vakuumschlitze einstellbar ;

;7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der

j Strömungsquerschnitt der das Kühlmittel zuführenden Kanäle

! vor dem Einlauf zu den Vakuumschlitzen gedrosselt ist, vor-

: zugsweise soweit, daß der Strömungsquerschnitt für das

ί Kühlmittel kleiner als der Strömungsquerschnitt der ange-

¹ schlossenen Vakuumschlitze ist.

j -

j8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein

j Druckreduzierventil vor bzw. in dem das Kühlmittel zuführen-

i den Kanal eingebaut ist.

ί Troisdorf, den 28.Febr.1978

I MG/Hs. 76004

i

909836/0401