TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Rohrwendel aus einem thermoplastischen Kunststoff. Insbesondere bezieht sich die Er- findung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohrwendeln als Verbindungsleitungen von z.B. Druckluft- bremsanlagen, wie sie etwa in Sattelkraftfahrzeugen oder Zügen massenweise zum Einsatz kommen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK

Druckfeste, biegeelastische Rohrwendeln aus Polyamid (PA) sind als Verbindungsleitungen von Druckluftbremsanlagen in Sattel- kraftfahrzeugen und Zügen genormt (DIN 74323 mit Verweis auf u.a. DIN 74324-1 hinsichtlich des Rohrwerkstoffs). Gegenstand der erstgenannten Norm sind neben Maßen, Bezeichnungen und Kennzeichnungen an der fertigen, mit Knickschutz und Anschlüs- sen versehenen Rohrwendel die verwendeten Werkstoffe für Rohr und Anschlussteile, deren Oberflächenbeschaffenheit, der zuläs- sige Betriebsüberdruck und -temperaturbereich, die Anforderun- gen im Hinblick auf Auszugskraft, Rückstellverhalten, Abzugs- kraft der Verschraubungen, Knicksicherheit und Dichtheit sowie die zur Überprüfung der Erfüllung der insoweit genormten An- forderungen durchzuführenden Prüfungen. Was die Maße angeht, ist der Außendurchmesser des Rohrs in der Norm mit einer Plus-/ Minus-Toleranz versehen, die eine Ovalität des Rohrquerschnitts berücksichtigt, welche durch das Wendeln des Rohrs, d.h. durch das herkömmliche Verfahren zur Herstellung einer Rohrwendel aus einem thermoplastischen Kunststoff entsteht. Im Stand der Technik wird zur Herstellung einer Rohrwendel aus einem thermoplastisch verarbeitbaren Polymer üblicherweise ein extrudiertes Rohr mit einem vorbestimmten Querschnitt abge- längt, in einem kalten Zustand, vorzugsweise bei Raumtempera- tur, wendeiförmig um einen Dorn gewickelt, wobei das Rohr mit seiner Längsachse etwa rechtwinklig zur Dorn- bzw. Wendelachse ausgerichtet wird, und nachfolgend einer Thermofixierung unter- zogen. Derartige Verfahren zur Herstellung von Rohrwendeln durch nachträgliche Formgebung durch Wickeln und Thermofixie- rung sind beispielsweise aus den Druckschriften US 3,021,871 und US 3,245,431 bekannt.

Um diesem Stand der Technik gegenüber das Rückstellvermögen der erzeugten Rohrwendel zu verbessern, wird ferner in der Druck- schrift DE 3943 189 A1 ein Verfahren zur Herstellung von Rohr- wendeln vorgeschlagen, bei dem das abgelängte Rohr während seiner Zuführung zum Aufwickeln auf den Dorn in Zuführrichtung gesehen um seine Längsachse in einer Drehrichtung entgegen der Drehrichtung der sich bildenden Wendel verdreht wird. Darüber hinaus lehrt die Druckschrift DE 3943 189 A1, die Thermo- fixierung der um ihre Längsachse verdrehten und aufgewickelten extrudierten Rohre vorzugsweise in Luft oder in einem flüssigen Medium durchzuführen, das ein Mineralöl-, Silikonöl- oder Poly- diol-Bad sein kann. Hierbei hängt die Fixierdauer von der Wand- dicke des Rohrs ab und kann z.B. für 1 mm Polyamid 10 bis 15 Minuten und für 2 mm Polyamid 20 bis 30 Minuten in Luft betra- gen. In der Regel erfolgt diese Thermofixierung der Rohrwendel in einem geschlossenen Ofen bei einer Temperatur von 120°C bis 160°C.

Dieser mehrstufige Herstellungsprozess ist zeitaufwändig, be- dingt einen nicht unerheblichen logistischen Aufwand und ist auch nicht energieeffizient. Zunächst muss nämlich der thermo- plastische Kunststoff zum Extrudieren der geraden Rohre aufge- schmolzen und im Anschluss daran wieder auf Raumtemperatur ab- gekühlt werden. Nach dem Ablängen und Aufwickeln muss das ge- wendelte Rohr erneut wie oben beschrieben erwärmt werden, um die Rohrwendel thermisch zu fixieren.

Den insoweit beschriebenen bekannten Herstellungsverfahren ist weiterhin gemein, dass sich infolge des Wickelvorgangs eine Ovalität des Rohrquerschnitts der fertigen Rohrwendel ergibt (vgl. hierzu die beigefügte Fig. 15), wie sie in der oben er- wähnten Norm angesprochen wird und für bestimmte Anwendungen nicht erwünscht sein kann. Außerdem ist mit einem solchen Vor- gehen eine Endlosfertigung einer Rohrwendel nicht möglich.

In der Druckschrift GB 1518 424 wird schließlich ein alter- natives Verfahren zur Herstellung von Rohrwendeln offenbart. Bei diesem Stand der Technik wird in einem ersten Prozess- schritt ein Rohr extrudiert, lose aufgewickelt und abgekühlt. In einem zweiten Prozessschritt wird das Rohr erneut erhitzt und mittels Führungsrollenpaaren zu einer Spirale geformt, wo- bei jeweils eine Führungsrolle innerhalb und eine Führungsrolle außerhalb der Spirale angeordnet ist. Hierbei werden alle Füh- rungsrollen mittels eines geeigneten Getriebes angetrieben. Die so erzeugte, noch heiße Spirale wird danach gekühlt, wobei sie von Stützrollen gestützt wird, die ebenfalls durch das Getriebe angetrieben werden.

Neben dem erneut hohen Aufwand an Zeit und Energie wird ein Nachteil dieses Stands der Technik insbesondere darin gesehen, dass die Gefahr besteht, dass sich der Rohrquerschnitt des zu- nächst abgekühlten, extrudierten Rohrs nach seiner erneuten Er- wärmung beim Wickeln zur Wendel in unerwünschter Weise ver- formt. AUFGABENSTELLUNG

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik gemäß der Druckschrift GB 1518 424 die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfaches Verfahren zur Herstellung einer Rohrwendel aus einem thermoplastischen Kunststoff bereitzustellen, dass die oben zum Stand der Technik angesprochenen Probleme adressiert. Insbeson- dere soll das Herstellungsverfahren eine möglichst schnelle und kostengünstige (Endlos)Fertigung einer Rohrwendel mit einem geometrisch klar definierten Profilquerschnitt des Rohrs, bei- spielsweise einem kreisringförmigen Profilquerschnitt ermög- lichen. Die Erfindungsaufgabe umfasst ferner die Angabe einer Vorrichtung zur Herstellung einer solchen Rohrwendel, die eine möglichst einfache, schnelle und kostengünstige Herstellung der Rohrwendel in einer Endlosfertigung gestattet.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren zur Herstellung einer Rohrwendel aus einem thermoplastischen Kunststoff mit den Merk- malen des Patentanspruchs 1 bzw. eine Vorrichtung zur Herstel- lung einer Rohrwendel aus einem thermoplastischen Kunststoff mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche .

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Rohr- wendel aus einem thermoplastischen Kunststoff zeichnet sich dadurch aus, dass, nachdem in einem ersten Formgebungsschritt ein rohrförmiges Extrudat über einen ringförmigen Düsenspalt eines Extruders extrudiert wurde, das vom Düsenspalt herunter- gezogene, noch plastisch formfähige Extrudat in einem zweiten Formgebungsschritt direkt im Anschluss an den ersten Form- gebungsschritt in einer Umformeinrichtung zur Erzielung eines geometrisch definierten Profilquerschnitts kalibriert sowie zu der Rohrwendel umgeformt wird, bevor die Rohrwendel mit dem geometrisch bestimmten Profilquerschnitt erstarrt.

Vorrichtungsseitig sieht die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung einer Rohrwendel aus einem thermoplastischen Kunst- stoff vor, umfassend einen Extruder mit einem Spritzkopf, der einen ringförmigen Düsenspalt aufweist, über den ein rohrförmi- ges Extrudat in einem plastisch formfähigen Zustand abgebbar ist, und eine Umformeinrichtung für die weitere Formgebung des plastisch formfähigen, rohrförmigen Extrudats zu der Rohrwendel mit einem geometrisch definiert kalibrierten Profilquerschnitt, wobei die Umformeinrichtung angetrieben und so bezüglich des Spitzkopfs des Extruders angeordnet ist, dass sie das rohrför- mige Extrudat im plastisch formfähigen Zustand direkt vom ring- förmigen Düsenspalt herunterzuziehen vermag.

Die Erfindung stellt also verfahrens- wie vorrichtungsseitig im Kern darauf ab, das vom Düsenspalt heruntergezogene, plastisch formfähige Extrudat unmittelbar nach dem Extrudieren - also ohne ein zwischenzeitliches Abkühlen/Erstarren oder Ablängen - fortlaufend weiter umzuformen, und zwar derart, dass zugleich die Wendelform geschaffen und der Profilquerschnitt der entste- henden Rohrwendel geometrisch definiert kalibriert wird.

Dieses Vorgehen ermöglicht es, Rohrwendeln vorteilhaft in einer Endlosfertigung herzustellen, und das sehr schnell. Dabei wer- den weniger Fertigungsschritte als bei den vorbekannten Her- stellungsverfahren benötigt. Außerdem ist hierfür im Vergleich zum vorbeschriebenen Stand der Technik weniger Energie von- nöten. In Summe ist die Herstellung der Rohrwendeln im Hinblick auf Zeit und Kosten schneller und effizienter als im Stand der Technik.

Zudem entsteht gemäß der Erfindung erst in der Umformeinrich- tung ein geometrisch definiert kalibrierter Profilquerschnitt der Rohrwendel, anders als im eingangs geschilderten Stand der Technik, bei dem infolge der Umformung zur Rohrwendel der Pro- filquerschnitt des Rohrs nicht voll erhalten bleibt, vielmehr eine Verformung (Ovalität) erfährt. Somit hat der Profilquer- schnitt der erfindungsgemäß erzeugten Rohrwendel im Hinblick auf Form- und Größentoleranzen eine neue, bessere Qualität.

So kann beispielsweise das noch plastisch formfähige Extrudat in dem zweiten Formgebungsschritt zur Erzielung eines im Wesentlichen kreisringförmigen Profilquerschnitts kalibriert werden. Die Erzeugung anderer, ringartiger Querschnittsformen, z.B. gewellter oder mehreckiger Ringquerschnitte an der Rohr- wendel ist indes ebenfalls mit hoher Formtreue möglich, wie ge- wünscht oder erforderlich.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens kann das noch plastisch formfähige Extrudat für den zweiten Formgebungsschritt vom Düsenspalt mittels der Umformeinrichtung heruntergezogen werden. Die Anordnung kann aber auch so getrof- fen sein, dass das Herunterziehen durch Schwerkraft von einem vertikal ausgerichteten Extruder erfolgt.

Im Hinblick auf eine besonders hohe Formtreue des Profilquer- schnitts der erzeugten Rohrwendel hat es sich ferner als zweck- mäßig erwiesen, wenn in einer bevorzugten Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens das Kalibrieren des noch plastisch form- fähigen Extrudats in der Umformeinrichtung unter der Zufuhr von Stützluft durch einen Hohlraum des Extrudats erfolgt.

Hierfür kann der Spritzkopf des Extruders eine Stützluftbohrung aufweisen, die an einer Stirnfläche des Spritzkopfs radial innerhalb des ringförmigen Düsenspalts mündet. Alternativ ist es möglich, den Düsenspalt etwas länger auszubilden und die Stützluft von radial innen direkt in den Düsenspalt abzugeben, was auch das Herunterziehen des Extrudats vom Düsenspalt er- leichtern kann.

Grundsätzlich ist es möglich, dass das Extrudat während des zweiten Formgebungsschritts in der Umformeinrichtung passiv ab- kühlt und erstarrt. Insbesondere mit Blick auf eine schnelle Prozessführung ist es demgegenüber allerdings bevorzugt, wenn das Extrudat während des zweiten Formgebungsschritts in der Um- formeinrichtung aktiv gekühlt wird.

Zur aktiven Kühlung des Extrudats kann beispielsweise kalte Luft verwendet werden, die in der Umformeinrichtung auf das Ex- trudat geblasen wird. Im Hinblick auf eine besonders gute Wär- meabfuhr vom Extrudat und der Umformeinrichtung ist es bevor- zugt, wenn zur aktiven Kühlung des Extrudats in der Umformein- richtung ein flüssiges Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser, verwendet wird.

Vorrichtungsseitig kann hierfür im Bereich der Umformeinrich- tung eine Kühleinrichtung zur Abgabe eines Kühlfluids vorge- sehen sein, mittels der das durch die Umformeinrichtung geför- derte Extrudat aktiv kühlbar ist.

Die Konfektionierung der Rohrwendel im Hinblick auf Länge und Abgänge bzw. Anschlüsse erfolgt erst, nachdem die erstarrte Rohrwendel die Umformeinrichtung verlassen hat. So kann die erstarrte Rohrwendel nach Verlassen der Umformeinrichtung in einem ersten Konfektionierungsschritt definiert abgelängt wer- den. In einem zweiten Konfektionierungsschritt kann dann die definiert abgelängte Rohrwendel an einem oder beiden Enden mit einem Knickschutz und/oder einem Anschlussstück versehen wer- den.

Die vorbeschriebenen Konfektionierungsschritte können, müssen aber nicht bei dem Hersteller der Rohrwendel erfolgen. Auch ist es möglich, dass die endlos gefertigte Rohrwendel in einem sehr langen Stück (oder nur definiert abgelängt) zur (weiteren) Kon- fektionierung z.B. an den Hersteller von Endgeräten, wie Kom- pressoren, oder von Druckluftbremsanlagen geliefert wird, wo dann die Montage der Anschlussstücke mit oder ohne Knickschutz erfolgt.

Eine Möglichkeit zur Formgebung der Rohrwendel (Spiralverlauf und Querschnittskalibrierung) in der Umformeinrichtung besteht z.B. darin, Letztere mit zwei biegeschlaffen Endlosriemen zu versehen, zwischen denen die weitere Umformung des vom Extruder heruntergezogenen Extrudats erfolgt. Dabei sind beide Endlos- riemen als Formriemen mit einer hohlkehlenartigen, sich längs des jeweiligen Riemens erstreckenden Ausnehmung ausgebildet. Einer der Endlosriemen ist als innerer Formriemen mit einer geeigneten seitlichen Führung spiralförmig um einen drehbaren, etwa zylindrischen Kern gewickelt, z.B. mit drei bis fünf Win- dungen, und zwar so, dass die hohlkehlenartige Ausnehmung nach radial außen zeigt. Vom drehbaren Kern radial beabstandet sind beispielsweise zwei Umlenkrollen für den inneren Formriemen mit einem axialen Abstand zueinander vorgesehen. Uber die eine Um- lenkrolle wird der innere Formriemen zum drehbaren Kern hinge- führt, während die andere Umlenkrolle dazu dient, den inneren Formriemen vom Kern wegzuführen, so dass der innere Formriemen in einer Endlosschleife um den Kern und die Umlenkrollen um- läuft. Der andere Endlosriemen hingegen ist als äußerer Form- riemen dem Spiralverlauf des inneren Formriemens folgend und mit einer entsprechenden formschlüssigen Führung um den inneren Formriemen gewickelt, und zwar derart, dass die hohlkehlenarti- ge Ausnehmung nach radial innen, zum Kern hin zeigt. Ein weite- res Umlenkrollenpaar für den äußeren Formriemen ist auf bezüg- lich des Kerns gegenüberliegender Seite zu den Umlenkrollen für den inneren Formriemen angeordnet und dient in analoger Weise dazu, den äußeren Formriemen in einer Endlosschleife zum dreh- baren Kern hin bzw. vom Kern wegzuführen. Somit bilden die in- neren und äußeren Formriemen mit ihren einander zugewandten, hohlkehlenartigen Ausnehmungen eine hohle Spiralbahn zur For- mung des vom Extruder heruntergezogenen, rohrförmigen Extrudats zu der Rohrwendel mit einem geometrisch bestimmt kalibrierten Profilquerschnitt.

Einer derart ausgestalteten Umformeinrichtung gegenüber ist insbesondere im Hinblick auf eine hohe Prozesssicherheit bevor- zugt indes eine Ausgestaltung, bei der die Umformeinrichtung eine Mehrzahl von drehend antreibbaren Formwellen aufweist, die derart an einem drehfesten Wellenhalter angeordnet sind, dass sie einen Innenring von Formwellen und einen Außenring von Formwellen bilden, wobei die Formwellen des Innenrings gegen- läufig zu den Formwellen des Außenrings antreibbar sind, um das plastisch formfähige, rohrförmige Extrudat zwischen dem Innen- ring und dem Außenring zu fördern. Hierbei kann jede Formwelle eine Mehrzahl von formgebenden Radialnuten mit einem geome- trisch definierten Nutquerschnitt aufweisen, die entlang einer Mittelachse der Formwelle gesehen geringfügig beabstandet von- einander hintereinander angeordnet sind. Zur Erzielung eines z.B. im Wesentlichen kreisringförmigen Profilquerschnitts weisen die formgebenden Radialnuten der Formwellen einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Nutquerschnitt auf; andere Nut- querschnittsformen sind indes auch möglich, entsprechend der gewünschten oder erforderlichen Form des Profilquerschnitts an der zu erzeugenden Rohrwendel.

Vorzugsweise stehen die Formwellen entsprechend der Steigung der herzustellenden Rohrwendel unterschiedlich weit von dem Wellenhalter vor und/oder sind mit ihren Mittelachsen bezüglich einer Mittelachse des Wellenhalters verkippt, um mit ihren formgebenden Radialnuten eine im Wesentlichen spiralförmige Bahn für das plastisch formfähige, rohrförmige Extrudat zu bil- den. Als Alternative hierzu können die Radialnuten in der je- weiligen Formwelle an anderer axialer Stelle ausgebildet sein und/oder es kann eine winkelmäßige Verkippung der jeweiligen Formwelle entfallen, so dass diese parallel zur Mittelachse des Wellenhalters verläuft. Die vorher erwähnte Ausgestaltung ist demgegenüber aber bevorzugt, weil zum einen die Formwellen des jeweiligen Rings kostengünstig als Gleichteile ausgebildet werden können und zum anderen die geschaffene, im Wesentlichen spiralförmige Bahn für das Extrudat gleichmäßiger verläuft, was auch einer leichteren Führung des Extrudats zwischen den Form- wellen förderlich ist.

Insbesondere im Hinblick auf ein möglichst einfaches Anfahren der Produktion der Rohrwendel und eine hohe Arbeitssicherheit bei der Produktion der Rohrwendel bevorzugt ist ferner eine Ausgestaltung der Umformeinrichtung, bei der mindestens eine Formwelle des Außenrings mehrteilig ausgebildet ist - mehr be- vorzugt alle Formwellen des Außenrings mehrteilig ausgebildet sind - (jeweils) mit einem im Wellenhalter drehbar gelagerten Wellenstumpf und einem daran lösbar anbringbaren Wellensegment, welches die formgebenden Radialnuten der Formwelle aufweist.

Hierbei kann die bzw. jede mehrteilig ausgebildete Formwelle des Außenrings in einer besonders kostengünstigen und einfachen Ausgestaltung eine magnetische Kupplung aufweisen, die dazu dient, das Wellensegment lösbar am Wellenstumpf zu halten. Besondere Vorteile dieser Verbindungsart bestehen darin, dass sich die Montage des Wellensegments am zugeordneten Wellen- stumpf sehr einfach gestaltet und sich ein einmal aus seiner Verbindung zum zugeordneten Wellenstumpf ausgelenktes Wellen- segment selbsttätig in seine Ausgangslage am Wellenstumpf zu- rückbewegen kann. Andere Verbindungslösungen mit Form- und/oder Reibschluss, wie zum Beispiel ein Kugelschnäpper oder eine Klemmung, sind hier allerdings auch denkbar.

Das Wellensegment und der Wellenstumpf der mehrteilig ausgebil- deten Formwelle des Außenrings können ferner mit komplementär ausgebildeten Strukturen versehen sein, die zur Drehmomentüber- tragung formschlüssig miteinander in Eingriff bringbar sind, was gegenüber anderen Möglichkeiten der Drehmomentübertragung mit z.B. Kraft- oder Reibschluss zuverlässiger ist. In einer zweckmäßigen und im Hinblick auf eine gute Kippfähigkeit des Wellensegments bezüglich des zugeordneten Wellenstumpfs bevor- zugten Ausgestaltung können die komplementären Strukturen an Wellensegment und Wellenstumpf durch Stifte an dem einen Teil und nach außen offene Ausnehmungen an dem anderen Teil gebildet sein, die im montierten Zustand der mehrteilig ausgebildeten Formwelle des Außenrings ineinandergreifen.

In einer einfachen Ausgestaltung der Vorrichtung können die Formwellen des Außenrings und die Formwellen des Innenrings mittels einer gemeinsamen Antriebseinrichtung antreibbar sein. Alternativ dazu können auch zwei oder mehr Antriebseinrichtun- gen vorgesehen sein, um die Formwellen den jeweiligen Umform- erfordernissen und ggf. verschiedenen Querschnittsabmessungen der zu erzeugenden Rohrwendeln entsprechend flexibel ringweise oder sogar individuell anzutreiben.

Die gemeinsame Antriebseinrichtung kann hierbei in besonders einfacher Ausbildung einen Motor haben, der mit einer Eingangs- welle eines Radialverteilergetriebes in Antriebsverbindung steht, das entsprechend der Anzahl der Formwellen der Umform- einrichtung Ausgangswellen aufweist, die ihrerseits mit jeweils einer Formwelle der Umformeinrichtung in Antriebsverbindung stehen.

Vorzugsweise stehen die Ausgangswellen des Radialverteiler- getriebes über Teleskop-Kreuzgelenkwellen mit den Formwellen der Umformeinrichtung in Antriebsverbindung. Vorteile bestehen hier darin, dass eine einfache Anpassbarkeit an verschiedene Wellenhalter gegeben und damit ein schneller Werkzeugwechsel in der Umformeinrichtung möglich ist; zudem sind derartige Teles- kop-Kreuzgelenkwellen als Kaufteile am Markt gut verfügbar.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann das Radialverteilergetriebe der Antriebseinrichtung zwei Getriebestufen aufweisen, nämlich eine Getriebestufe für den Antrieb der Formwellen des Innenrings und eine Getriebestufe für den Antrieb der Formwellen des Außenrings, wobei die Über- setzungen der Getriebestufen derart gewählt sind, dass sich an den Formwellen des Innenrings und den Formwellen des Außenrings unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten einstellen, um das Extrudat im Wesentlichen verzugsfrei durch die Umformeinrich- tung zu fördern. Alternativ ist es zwar auch möglich, an den Formwellen von Innenring und Außenring die am Innenumfang und am Außenumfang der erzeugten Rohrwendel aufgrund der verschie- denen Durchmesser zwingend unterschiedlichen Umfangsgeschwin- digkeiten nicht zu kompensieren, hier also keine Getriebestufen mit verschiedenen Übersetzungen einzusetzen. Dies führt indes zu einem gewissen Schlupf zwischen den Formwellen und dem Ex- trudat, der eine Verlangsamung der Produktion der Rohrwendel erfordern kann, um das Extrudat nicht zu beschädigen, weshalb diese Alternative weniger bevorzugt ist.

Im weiteren Verfolg des Erfindungsgedankens kann die Vorrich- tung ferner der Umformeinrichtung im Materialfluss nachgeordnet einen Rohrwendelabzug umfassen, der zwei sich im Wesentlichen parallel zueinander erstreckende Abzugsrollen aufweist, die da- zu angepasst sind, die Rohrwendel nach Verlassen der Umformein- richtung drehend aufzulagern. Dies ist beispielsweise in der Endlosfertigung von sehr langen Rohrwendeln von Vorteil, weil die Umformeinrichtung insbesondere auch bei im Verhältnis schnellen Vorschubgeschwindigkeiten für die Rohrwendel durch den Rohrwendelabzug deutlich entlastet wird. Vorzugsweise kann der Rohrwendelabzug schließlich einen Drehan- trieb aufweisen, mittels dessen die Abzugsrollen entgegen der Drehrichtung der von der Umformeinrichtung abgegebenen Rohrwen- del gleichsinnig drehend antreibbar sind. Durch geeignete Dreh- zahlwahl für den Antrieb der Abzugsrollen kann somit vorteil- haft der Ausziehprozess der Rohrwendel aus der Umformeinrich- tung noch weiter unterstützt und beruhigt werden.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des erfindungs- gemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer Rohrwendel aus einem thermoplastischen Kunst- stoff ergeben sich für den Fachmann aus der nachfolgenden Be- schreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Aus- führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten, teil- weise schematischen Zeichnungen näher erläutert, in denen glei- che oder entsprechende Teile oder Abschnitte mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer Rohrwendel aus einem thermoplastischen Kunststoff von schräg oben / vorne rechts, mit Blick auf ein rohrförmiges Extru- dat, welches in einem plastisch formfähigen Zustand von einem Spritzkopf eines Extruders abgegeben und direkt durch eine Umformeinrichtung für die weitere Formgebung des Extrudats zu der Rohrwendel mit einem geometrisch definiert kalibrierten Profilquerschnitt heruntergezogen wird;

Fig. 2 eine im Maßstab verkleinerte Draufsicht auf die Vor- richtung gemäß Fig. 1, zur weiteren Veranschaulichung der räumlichen Relativlage des Extruders und der Um- formeinrichtung der Vorrichtung;

Fig. 3 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 von unten in Fig. 2 und im Maßstab der Fig. 2;

Fig. 4 eine im Maßstab vergrößerte Vorderansicht des vom Extruder getrennten Spitzkopfs der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 5 eine nach unten und oben abgebrochene, im Maßstab gegenüber der Fig. 4 vergrößerte Schnittansicht des Spitzkopfs der Vorrichtung gemäß Fig. 1 entsprechend der Schnittverlaufslinie V-V in Fig. 4; Fig. 6 eine am Umfang abgebrochene Schnittansicht des Spitz- kopfs der Vorrichtung gemäß Fig. 1 entsprechend der Schnittverlaufslinie VI-VI in Fig. 5 und im Maßstab der Fig. 5;

Fig. 7 eine im Maßstab gegenüber der Fig. 3 vergrößerte Vor- deransicht einer Baugruppe der Umformeinrichtung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einem hiervon separierten Zustand, umfassend insbesondere ein Radialverteiler- getriebe, welches über eine Anordnung von Teleskop- Kreuzgelenkwellen mit Formwellen der Umformeinrich- tung antriebsverbunden ist, die ihrerseits drehbar an einem drehfesten Wellenhalter gelagert sind;

Fig. 8 eine zu beiden Seiten abgebrochene, im Maßstab gegen- über der Fig. 7 vergrößerte Schnittansicht der dort gezeigten Baugruppe der Umformeinrichtung der Vor- richtung gemäß Fig. 1 entsprechend der einfach abge- winkelten Schnittverlaufslinie VIII-VIII in Fig. 7;

Fig. 9 eine Schnittansicht des Radialverteilergetriebes der Vorrichtung gemäß Fig. 1 entsprechend der Schnittver- laufslinie IX-IX in Fig. 8, zur Veranschaulichung der beiden Getriebestufen des Radialverteilergetriebes, wobei mit gestrichelten Linien der Drehmomentverlauf und mit Pfeilen die Drehrichtungen der einzelnen Zahnräder angedeutet sind;

Fig. 10 eine Schnittansicht des Radialverteilergetriebes der Vorrichtung gemäß Fig. 1 entsprechend der Schnittver- laufslinie X-X in Fig. 8, zur weiteren Veranschau- lichung der beiden Getriebestufen des Radialvertei- lergetriebes, wobei wiederum mit gestrichelten Linien der Drehmomentverlauf und mit Pfeilen die Drehrich- tungen der einzelnen Zahnräder angedeutet sind;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht von schräg oben, seit- lich rechts auf den Wellenhalter mit den Formwellen der in Fig. 7 gezeigten Baugruppe der Umformeinrich- tung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einem hiervon getrennten Zustand, wobei in einem oberen Bereich von Fig. 11 das sich in dem plastisch formfähigen Zustand befindende rohrförmige Extrudat zu beiden Seiten ab- gebrochen angedeutet ist, wie es in die Umformein- richtung eintritt, und Pfeile die Drehrichtungen der einzelnen Formwellen anzeigen;

Fig. 12 eine Draufsicht auf den in Fig. 11 isoliert gezeigten Wellenhalter mit den Formwellen der Umformeinrichtung der Vorrichtung gemäß Fig. 1, insbesondere zur Veran- schaulichung einer Verkippung der Formwellen bezüg- lich einer Mittelachse des Wellenhalters und deren erneut durch Pfeile angezeigten Drehrichtungen, wobei in einem oberen Bereich von Fig. 12 wiederum das in die Umformeinrichtung eintretende, sich in dem plas- tisch formfähigen Zustand befindende rohrförmige Extrudat zu beiden Seiten abgebrochen angedeutet ist;

Fig. 13 eine einfach unterbrochene Seitenansicht einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rohr- wendel aus einem thermoplastischen Kunststoff, die einen kreisringförmigen Profilquerschnitt aufweist;

Fig. 14 eine im Maßstab vergrößerte, zu beiden Seiten abge- brochene Schnittansicht der Rohrwendel gemäß Fig. 13 entsprechend der Schnittverlaufslinie XIV-XIV in Fig. 13, zur Veranschaulichung des kreisringförmig kali- brierten Profilquerschnitts der Rohrwendel; und Fig. 15 eine im Schnittverlauf der Fig. 14 entsprechende Schnittansicht einer in herkömmlicher Weise aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellten Rohrwen- del, zur Veranschaulichung des hierbei resultieren- den, im Wesentlichen ovalen Profilquerschnitts der Rohrwendel.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

In den Figuren 1 bis 3 ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Rohrwendel RW aus einem thermoplastischen Kunststoff mit dem Bezugszeichen 10 beziffert. Die Vorrichtung 10 umfasst all- gemein einen Extruder 12 mit einem nachfolgend noch näher be- schriebenen Spritzkopf 14, der gemäß den Fig. 4 und 5 einen ringförmigen Düsenspalt 16 aufweist, über den ein rohrförmiges Extrudat EX in einem plastisch formfähigen Zustand abgegeben werden kann. Ferner weist die Vorrichtung 10 eine im Folgenden ebenfalls noch ausführlich diskutierte Umformeinrichtung 18 für die weitere Formgebung des plastisch formfähigen, rohrförmigen Extrudats EX zu der Rohrwendel RW mit einem geometrisch defi- niert kalibrierten Profilquerschnitt PQ (vgl. Fig. 14) auf. Wichtige Merkmale der Vorrichtung 10 bestehen hierbei darin, dass die angetriebene Umformeinrichtung 18 so bezüglich des Spitzkopfs 14 des Extruders 12 angeordnet ist, dass sie das rohrförmige Extrudat EX im plastisch formfähigen Zustand direkt vom ringförmigen Düsenspalt 16 des Spritzkopfs 14 herunterzie- hen kann, d.h. unmittelbar bevor die Kalibrierung des Profil- querschnitts PQ des Rohrs und dessen Umformung zu der Rohrwen- del RW erfolgt.

Was die weiteren Baugruppen der Vorrichtung 10 in allgemeiner Form angeht, sind in den Fig. 1 bis 3 noch eine Kühleinrichtung 20 für die Rohrwendel RW und ein Rohrwendelabzug 22 darge- stellt. Die Kühleinrichtung 20 der Vorrichtung 10 ist im Be- reich der Umformeinrichtung 18 vorgesehen und dient der Abgabe eines Kühlfluids, hier Wasser, um das durch die Umformeinrich- tung 18 geförderte Extrudat EX aktiv zu kühlen. Der Rohrwendel- abzug 22 der Vorrichtung 10 hingegen ist der Umformeinrichtung 18 im Materialfluss nachgeordnet vorgesehen und weist zwei sich im Wesentlichen parallel zueinander erstreckende Abzugsrollen 24 auf, die dazu angepasst sind, die Rohrwendel RW nach Verlas- sen der Umformeinrichtung 18 drehend aufzulagern.

Bei dem Extruder 12 handelt es sich im dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel um einen an bzw. in einem Grundgestell 26 mon- tierten, an sich bekannten Schneckenextruder, mit einem Schne- ckenzylinder 28 zur Aufnahme einer Extruderschnecke 30 (siehe die Fig. 1 und 2), die über (u.a.) ein in einer Drucklager- glocke 32 aufgenommenes Drucklager (in den Figuren nicht zu sehen) drehbar gelagert ist und mittels eines Getriebemotors 34 drehend angetrieben werden kann. Nahe der Drucklagerglocke 32 ist der Schneckenzylinder 28 mit einer Befüllöffnung 36 ver- sehen, an die sich z.B. ein Befülltrichter (nicht gezeigt) für die Zufuhr des zu verarbeitenden Kunststoffmaterials anschlie- ßen kann.

Das thermoplastische Kunststoffmaterial, im vorliegenden Fall z.B. ein Polyamid (PA), wie PA 12 oder PA 6, oder alternativ ein Polyethylen (PE) oder Polyurethan-Elastomer (PUR), wird in dem Schneckenzylinder 28 bzw. an der Extruderschnecke 30 des Extruders 12 bei Temperaturen aufgeschmolzen, die rund 20° über dem Schmelzpunkt des jeweiligen Materials liegen. Hierfür kommt eine Heiz-Kühl-Kombination 38 zum Einsatz, deren Heizbänder am Außenumfang des Schneckenzylinders 28 angeordnet sind. Das Be- zugszeichen 40 beziffert in den Fig. 1 bis 3 einen Kabelkanal für die Energiezufuhr zu der Heiz-Kühl-Kombination 38.

Im Schneckenzylinder 28 weist der Extruder 12 entlang der Extruderschnecke 30 in an sich bekannter Weise unterschiedliche Funktionszonen auf, nämlich eine sich an die Befüllöffnung 36 anschließende Einzugszone, die in eine mittlere Kompressions- zone übergeht, an welche sich wiederum eine Ausstoßzone an- schließt, die mit dem Spritzkopf 14 endet, über dessen Düsen- spalt 16 das Extrudat EX vom Extruder 12 heruntergezogen werden kann. Zu weiteren Details des Spritzkopfs 14 wird nachfolgend auf die Fig. 4 bis 6 Bezug genommen.

Der Spritzkopf 14 hat einen Grundkörper 42, der in einer zen- tralen Gewindebohrung 44 eines ringförmigen Flanschteils 46 eingeschraubt ist, über das der Spritzkopf 14 an dem Schne- ckenzylinder 28 angeflanscht ist. Am Außenumfang des Flansch- teils 46 ist in Fig. 4 ein Heizband 48 der Heiz-Kühl-Kombina- tion 38 zu erkennen. Hierbei ist der Spritzkopf 14 an einer Ausgangsöffnung (nicht gezeigt) des Schneckenzylinders 28 über einen Zentrierring 50 angeschlossen, an dem sich ein sich am Innenumfang verjüngender Spritzkopfeinlauf 52 anschließt, der mit einem Distanzring 54 in einer Stufenbohrung 56 des Grund- körpers 42 aufgenommen ist.

Am vom Flanschteil 46 abgewandten Ende des Grundkörpers 42 ist am Grundkörper 42 ein Düsenhalter 58 befestigt, der zusammen mit dem Grundkörper 42 einen Innenraum 60 zur Aufnahme eines Stegdornhalters 62 und einer Außendüse 64 des Spritzkopfs 14 begrenzt. Auf dem Stegdornhalter 62 ist eine Innendüse 66 des Spritzkopfs 14 aufgeschraubt, die zusammen mit der Außendüse 64 den ringförmigen Düsenspalt 16 des Spritzkopfs 14 bildet. Ein Außendurchmesser des Stegdornhalters 62 ist geringfügig kleiner als ein Innendurchmesser des Innenraums 60 im Bereich des Grundkörpers 42, so dass der Stegdornhalter 62 im Innenraum 60 radial bewegt und damit zentriert werden kann. Zu diesem Zweck sind im dargestellten Ausführungsbeispiel vier gleichmäßig über dem Umfang verteilte Zentrierschrauben 68 vorgesehen, die in zugeordneten Gewindebohrungen des Grundkörpers 42 eingeschraubt sind und diese durchgreifen, um mit dem Außenumfang des Steg- dornhalters 62 in Kontakt zu treten. Für den Fachmann ist er- sichtlich, dass der Stegdornhalter 62 mittels der Zentrier- schrauben 68 im Innenraum 60 in einer Radialstellung fixiert werden kann, in der die Außendüse 64 und die Innendüse 66 aus- gefluchtet sind, um eine exakte Kreisringform des Düsenspalts 16 des Spritzkopfs 14 einzustellen.

Gemäß Fig. 6 weist der Stegdornhalter 62 ferner vier durch Stege voneinander getrennte, kreisringsegmentförmige Durch- brüche 70 auf. Über die Durchbrüche 70 kann das vom Schne- ckenzylinder 28 durch den Spritzkopfeinlauf 52, den Distanzring 54 und die Stufenbohrung 56 im Grundkörper 42 zugeleitete, plastisch formfähige Extrudat EX an den Ringraum zwischen der Innendüse 66 und der Außendüse 64 und damit den Düsenspalt 16 des Spritzkopfs 14 weitergeleitet werden.

Des Weiteren hat der Stegdornhalter 62 eine zentrale Sackboh- rung 72, die gemäß Fig. 5 über eine Querbohrung 74 im Stegdorn- halter 62 mit einer quer im Grundkörper 42 eingebrachten An- schlussbohrung 76 in Fluidverbindung steht. Außerdem steht die Sackbohrung 72 des Stegdornhalters 62 mit einer zentralen Stützluftbohrung 78 des Spritzkopfs 14, genauer der Innendüse 66 des Spritzkopfs 14 in Fluidverbindung. Diese Stützluftboh- rung 78 wiederum mündet an einer Stirnfläche 80 des Spritzkopfs 14 radial innerhalb des ringförmigen Düsenspalts 16, wie am besten in Fig. 5 zu erkennen ist. Somit ist es möglich, an den Spritzkopf 14 eine ggf. druckgeregelte Druckluftquelle 82 (in den Fig. 1 bis 3 schematisch angedeutet) anzuschließen, um über die Stützluftbohrung 78 des Spritzkopfs 14 das von dem Düsen- spalt 16 heruntergezogene, plastisch formfähige Extrudat EX mit einem gewissen Innendruck, z.B. 50 mbar zu beaufschlagen.

Weitere Einzelheiten der Umformeinrichtung 18 sind insbesondere den Fig. 7 bis 12 zu entnehmen. Wie am besten in den Fig. 11 und 12 zu erkennen ist, weist die Umformeinrichtung 18 zunächst eine Mehrzahl von drehend antreibbaren Formwellen 84, 86 auf, die derart an einem drehfesten Wellenhalter 88 angeordnet sind, dass sie einen Innenring 85 von - im dargestellten Ausführungs- beispiel sechs - inneren Formwellen 84 und einen Außenring 87 von - im gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls sechs - äuße- ren Formwellen 86 bilden, was in Fig. 12 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Hierbei sind die Formwellen 84 des Innenrings 85 entsprechend den Drehpfeilen in den Fig. 11 und 12 gegenläufig zu den Formwellen 86 des Außenrings 87 antreib- bar, um das plastisch formfähige, rohrförmige Extrudat EX zwi- schen dem Innenring 85 und dem Außenring 87 zu fördern. Mit anderen Worten gesagt, drehen im Blickwinkel der Fig. 11 und 12 die angetriebenen Formwellen 84 des Innenrings 85 jeweils ent- gegen dem Uhrzeigersinn, während die angetriebenen Formwellen 86 des Außenrings 87 jeweils im Uhrzeigersinn drehen.

In Fig. 12 ist auch gut zu erkennen, dass die Formwellen 84 des Innenrings 85 und die Formwellen 86 des Außenrings 87 auf ihrem jeweiligen Ring um eine Mittelachse 89 des Wellenhalters 88 gleichmäßig voneinander winkelbeabstandet sind, nämlich um je- weils 60°. Dabei sind die Formwellen 84 des Innenrings 85 rela- tiv zu den Formwellen 86 des Außenrings 87 um die Mittelachse

89 des Wellenhalters 88 um 30° winkelversetzt angeordnet, so dass eine jede Formwelle 84 des Innenrings 85 "auf Lücke" be- züglich der benachbarten zwei Formwellen 86 des Außenrings 87 sitzt.

Jede Formwelle 84, 86 weist ferner eine Mehrzahl von - im dar- gestellten Ausführungsbeispiel fünf - formgebenden Radialnuten

90 mit einem geometrisch definierten Nutquerschnitt 91 auf, die entlang einer Mittelachse 92, 93 der jeweiligen Formwelle 84, 86 gesehen geringfügig beabstandet voneinander hintereinander angeordnet sind, wie am besten in den Fig. 8 und 11 zu sehen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die form- gebenden Radialnuten 90 der Formwellen 84, 86 jeweils einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Nutquerschnitt 91 auf.

Wie weiterhin am besten in den Fig. 7, 11 und 12 zu erkennen ist, sind die Formwellen 84, 86 bezüglich des Wellenhalters 88 hinsichtlich Axialabstand und Kippwinkel untereinander unter- schiedlich angeordnet bzw. ausgerichtet. Zum einen stehen die Formwellen 84, 86 entsprechend der Steigung der herzustellenden Rohrwendel RW unterschiedlich weit von dem Wellenhalter 88 vor (vgl. Fig. 7 die Darstellung rechts und links vom Wellenhalter 88). Zum anderen sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die Formwellen 84, 86 ebenfalls entsprechend der Steigung der her- zustellenden Rohrwendel RW mit ihren Mittelachsen 92, 93 be- züglich der Mittelachse 89 des Wellenhalters 88 verkippt (siehe insbesondere die Fig. 11 und 12).

Im Ergebnis bilden die Formwellen 84, 86 mit ihren formgebenden Radialnuten 90 eine im Wesentlichen spiralförmige Bahn für das plastisch formfähige, rohrförmige Extrudat EX. Hierbei sind die Axialabstände und Kippwinkel der Formwellen 84, 86 relativ zum Wellenhalter 88 bzw. dessen Mittelachse 89 so gewählt, dass ein Abschnitt des entlang der spiralförmigen Bahn geförderten Ex- trudats EX auf einem Umlauf um die Mittelachse 89 des Wellen- halters 88 in den vom Wellenhalter 88 aus gesehen ersten Ra- dialnuten 90 der Formwellen 84, 86 gefördert wird bzw. ver- läuft, bevor dieser Abschnitt des Extrudats EX für den zweiten Umlauf um die Mittelachse 89 des Wellenhalters 88 an die vom Wellenhalter 88 aus gesehen zweiten Radialnuten 90 der Form- wellen 84, 86 ohne Stufe oder Knick übergeben wird. Dort wird dieser Abschnitt dann weiter gefördert, bis er für den nächsten Umlauf an die vom Wellenhalter 88 aus gesehen nächsten Radial- nuten 90 der Formwellen 84, 86 übergeben wird, usw.; erst nach Durchlaufen der letzten, hier fünften Radialnuten 90 der Form- wellen 84, 86 verlässt das zur Rohrwendel RW erstarrte Extrudat EX die durch die Formwellen 84, 86 gebildete Spiralbahn, wie in Fig. 7 rechts gezeigt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind des Weiteren die Formwellen 86 des Außenrings 87 jeweils mehrteilig ausgebildet, wie in Fig. 8 zu sehen ist, mit einem im Wellenhalter 88 dreh- bar gelagerten Wellenstumpf 94 und einem daran lösbar anbring- baren Wellensegment 95, welches die formgebenden Radialnuten 90 der Formwelle 86 aufweist. Dabei hat jede mehrteilig ausgebil- dete Formwelle 86 des Außenrings 87 eine magnetische Kupplung 96, die dazu dient, das jeweilige Wellensegment 95 lösbar am zugeordneten Wellenstumpf 94 zu halten.

Zudem sind das Wellensegment 95 und der Wellenstumpf 94 jeder mehrteiligen Formwelle 86 des Außenrings 87 mit komplementär ausgebildeten Strukturen 97 versehen, die zur Drehmomentüber- tragung formschlüssig miteinander in Eingriff gebracht werden können. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die komple- mentären Strukturen 97 an Wellenstumpf und -segment 94, 95 durch zwei Stifte 98 an dem einen Teil (hier das Wellensegment 95) und nach radial außen offene Ausnehmungen 99 oder Axial- nuten an dem anderen Teil (hier der Wellenstumpf 94) gebildet, die im montierten Zustand der jeweiligen mehrteilig ausgebil- deten Formwelle 86 des Außenrings 87 ineinandergreifen.

Was im Übrigen die in den Zeichnungen nicht dargestellte dreh- bare Lagerung der einteiligen Formwellen 84 des Innenrings 85 im Wellenhalter 88 angeht, so ist diese in analoger Weise wie die Lagerung der Wellenstümpfe 94 der Formwellen 86 des Außen- rings 87 ausgebildet. Demgemäß erstrecken sich die Formwellen 84 des Innenrings 85 in starrer Ausrichtung von dem Wellenhal- ter 88 weg.

Für den Drehantrieb der Formwellen 84 des Innenrings 85 und der Formwellen 86 des Außenrings 87 ist im dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel eine gemeinsame Antriebseinrichtung 100 vorge- sehen, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 10 näher beschrieben werden soll. Allgemein betrachtet umfasst die Antriebseinrichtung 100 gemäß den Fig. 1 bis 3 ein Radialver- teilergetriebe 102, einen Elektromotor 104 zum Antrieb des Radialverteilergetriebes 102 und eine Anordnung von handels- üblichen Teleskop-Kreuzgelenkwellen 106, welche die Antriebs- verbindung zu den am bzw. im Wellenhalter 88 gelagerten Form- wellen 84, 86 herstellen. Hiervon ist das Radialverteiler- getriebe 102 an einem Gestell 103 aufgeständert und trägt somit mittelbar die übrigen Komponenten und Baugruppen der Umform- einrichtung 18 und der zugeordneten Antriebseinrichtung 100, wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung noch ergibt.

Das Radialverteilergetriebe 102 als Herzstück der Antriebsein- richtung 100 hat gemäß den Fig. 7 und 8 zunächst eine eingangs- seitige Gehäusehälfte 107 und eine ausgangsseitige Gehäusehälf- te 108, die zusammen einen Innenraum 109 zur Aufnahme der Zahn- räder 111, 113 von zwei Getriebestufen 110, 112 des Radialver- teilergetriebes 102 begrenzen, nämlich einer ersten Getriebe- stufe 110 für den Antrieb der Formwellen 84 des Innenrings 85 (Zahnräder 111) und einer zweiten Getriebestufe 112 für den An- trieb der Formwellen 86 des Außenrings 87 (Zahnräder 113). An der eingangsseitigen Gehäusehälfte 107 des Radialverteilerge- triebes 102 ist der Elektromotor 104 der Antriebseinrichtung 100 über eine Adapterglocke 114 angeflanscht. Ferner ist gemäß Fig. 8 an einer zentralen Stelle der eingangsseitigen Gehäuse- hälfte 107 eine Eingangswelle 116 des Radialverteilergetriebes 102 drehbar gelagert, die mit dem Elektromotor 104, genauer einer Abtriebswelle (nicht gezeigt) des Elektromotors 104 in Antriebsverbindung steht.

Die Fig. 8 zeigt auch, dass an einer zentralen Stelle der aus- gangsseitigen Gehäusehälfte 108 des Radialverteilergetriebes 102 der Wellenhalter 88 unter Zuhilfenahme einer Verbindungs- stange 118 und zugeordneter Befestigungsmittel 119 (Gewinde- verbindung an der ausgangsseitigen Gehäusehälfte 108 / Stangen- absatz mit Scheibe und Schraube am Wellenhalter 88) befestigt ist. Um die Verbindungsstange 118 herum sind in der ausgangs- seitigen Gehäusehälfte 108 entsprechend der Anzahl der Formwel- len 84, 86 der Umformeinrichtung 18 - im dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel also insgesamt zwölf - Ausgangswellen 120, 121 drehbar gelagert. Die Ausgangswellen 120, 121 stehen ihrerseits über je eine der Teleskop-Kreuzgelenkwellen 106 mit jeweils einer Formwelle 84, 86 der Umformeinrichtung 18 in Antriebsver- bindung, wie in Fig. 8 rechts oben und unten dargestellt ist.

Der Fig. 8 ist weiterhin zu entnehmen, dass es längere Aus- gangswellen 120 und kürzere Ausgangswellen 121 gibt, von denen die längeren Ausgangswellen 120 bis in eine erste Getriebeebene entsprechend der Schnittverlaufslinie IX-IX in Fig. 8 reichen, während die kürzeren Ausgangswellen 121 sich lediglich bis in eine zweite Getriebeebene entsprechend der Schnittverlaufslinie X-X in Fig. 8 erstrecken. Im Innenraum 109 des Radialverteiler- getriebes 102 sind an den Ausgangswellen 120, 121 die jeweils zugeordneten Zahnräder 111, 113 der ersten Getriebestufe 110 bzw. der zweiten Getriebestufe 112 über formschlüssige Welle- Nabe-Verbindungen mit Passfedern befestigt, wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt.

Gemäß den Fig. 8 bis 10 ist an dem sich in den Innenraum 109 des Radialverteilergetriebes 102 hineinragenden Ende der Ein- gangswelle 116 ein zentrales Ritzel 122 befestigt, und zwar ebenfalls über eine formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung mit einer Passfeder. Hierbei erstreckt sich das Ritzel 122 im In- nenraum 109 axial über beide Getriebeebenen. Gemäß den Fig. 9 und 10 kämmt das Ritzel 122 in beiden Getriebeebenen mit je- weils drei bezogen auf die Mittelachse 89 gleichmäßig über dem Umfang verteilten größeren Zahnrädern 111 der ersten Getriebe- stufe 110 für den Antrieb der Formwellen 84 des Innenrings 85, wobei die drei größeren Zahnräder 111 der ersten Getriebeebene bezüglich der drei größeren Zahnräder 111 der zweiten Getriebe- ebene um die Mittelachse 89 um 30° winkelversetzt angeordnet sind. Jedes der größeren Zahnräder 111 der ersten Getriebestufe 110 kämmt wiederum in der jeweiligen Getriebeebene mit jeweils einem kleineren Zahnrad 113 der zweiten Getriebestufe 112 für den Antrieb der Formwellen 86 des Außenrings 87. Auch die drei kleineren Zahnräder 113 jeder Getriebeebene sind in der jewei- ligen Getriebeebene bezogen auf die Mittelachse 89 gleichmäßig über dem Umfang verteilt, und zwar wiederum von Getriebeebene zu Getriebeebene um die Mittelachse 89 um 30° winkelversetzt.

Die Drehmomentverteilung von der zentralen Eingangswelle 116 auf die verschiedenen Ausgangswellen 120, 121 des Radialvertei- lergetriebes 102 ist in den Fig. 9 und 10 mit gestrichelten Linien angedeutet; Pfeile markieren in den Fig. 9 und 10 ferner die Drehrichtungen der verschiedenen Ritzel 122 bzw. Zahnräder 111, 113. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass infolge der unterschiedlichen Größe der Zahnräder 111, 113 die Übersetzun- gen der zwei Getriebestufen 110, 112 des Radialverteilergetrie- bes 102 verschieden sind, wodurch sich die Formwellen 84 des Innenrings 85 langsamer drehen als die Formwellen 86 des Außen- rings 87. Mit anderen Worten gesagt sind die Übersetzungen der beiden Getriebestufen 110, 112 derart gewählt, dass sich an den Formwellen 84 des Innenrings 85 und den Formwellen 86 des Au- ßenrings 87 unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten einstel- len, um das Extrudat EX im Wesentlichen verzugsfrei durch die Umformeinrichtung 18 zu fördern. Dies ist dann gegeben, wenn sich in einem Querschnitt des Extrudats EX gesehen jeder Punkt des Extrudats EX im Wesentlichen mit derselben Winkelgeschwin- digkeit um die Mittelachse 89 bewegt, wobei naturgemäß radial innen liegende Punkte des Extrudats EX einen kleineren Weg zu- rücklegen als radial außen liegende Punkte des Extrudats EX.

Dem tragen die Übersetzungen der beiden Getriebestufen 110, 112 des Radialverteilergetriebes 102 so Rechnung, dass die Umfangs- geschwindigkeit radial außen am Extrudat EX größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit radial innen am Extrudat EX.

Wie weiter oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 bereits erwähnt, ist im Bereich der Umformeinrichtung 18 der Vorrich- tung 10 die Kühleinrichtung 20 vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Kühleinrichtung 20 ein am Ge- stell 103 aufgelagertes Wasserbecken 124. Aus dem Wasserbecken 124 kann mittels einer Pumpe (nicht gezeigt) Wasser gefördert und durch einen Düsenhalter 126 hindurch an eine Mehrzahl von in Fig. 1 gezeigten, am Düsenhalter 126 montierten Düsen 128 weitergeleitet werden.

Die im dargestellten Ausführungsbeispiel fünf Düsen 128 der Kühleinrichtung 20 sind gemäß Fig. 1 bezüglich der Mittelachse 89 im Wesentlichen radial ausgerichtet und decken dabei in ihrer Auffächerung einen Winkelbereich von ca. 120° um die Mit- telachse 89 ab. Was die axiale Position der Düsen 128 angeht, sitzen diese gemäß den Fig. 2 und 3 in unmittelbarer Nähe des Wellenhalters 88, so dass sie Wasser schon im Bereich der vom Wellenhalter 88 aus gesehen ersten Radialnuten 90 der Formwel- len 84, 86 auf das Extrudat EX abzugeben vermögen.

Den Fig. 1 bis 3 sind schließlich auch weitere Details des schon eingangs erwähnten Rohrwendelabzugs 22 zu entnehmen. Dem- gemäß weist der Rohrwendelabzug 22 einen Drehantrieb 130 auf, mittels dessen die Abzugsrollen 24 entgegen der Drehrichtung der von der Umformeinrichtung 18 abgegebenen Rohrwendel RW gleichsinnig drehend angetrieben werden können. Der Drehantrieb 130 hat hierfür im dargestellten Ausführungsbeispiel einen an einem Gestellteil 132 montierten Elektromotor 134, der mit den Abzugsrollen 24 über einen Riementrieb 136 antriebsverbunden ist, welcher Riemenscheiben am Motorausgang und an den Enden der Abzugsrollen 24 sowie einen dazwischen verlaufenden Zahn- riemen umfasst. Durch eine geeignete Einstellung der Drehzahl des Elektromotors 134 des Drehantriebs 130 können die Abzugs- rollen 24 des Rohrwendelabzugs 22 mit einer jeweiligen Umfangs- geschwindigkeit angetrieben werden, die der Umfangsgeschwindig- keit am Außenumfang der aus der Umformeinrichtung 18 geförder- ten Rohrwendel RW entspricht oder sogar geringfügig größer ist als Letztere, so dass die Rohrwendel RW beim Verlassen der Spiralbahn zwischen den Formwellen 84, 86 mit einem In-Kontakt- Treten mit den Abzugsrollen 24 senkrecht zum Profilquerschnitt PQ einen gewissen Zug erfährt.

Für den Fachmann ist ersichtlich, dass mit der vorbeschriebenen Vorrichtung 10 ein Verfahren zur Herstellung einer Rohrwendel RW aus einem thermoplastischen Kunststoff durchführbar ist, bei dem zwei Formgebungsschritte unmittelbar aufeinander folgen. Dabei wird allgemein gesagt (1.) in einem ersten Formgebungs- schritt das rohrförmige Extrudat EX über den ringförmigen Dü- senspalt 16 des Extruders 12 extrudiert, worauf (2.) in einem zweiten Formgebungsschritt direkt im Anschluss an den ersten Formgebungsschritt das vom Düsenspalt 16 heruntergezogene, noch plastisch formfähige Extrudat EX in der Umformeinrichtung 18 zur Erzielung des geometrisch definierten Profilquerschnitts PQ kalibriert sowie zu der Rohrwendel RW umgeformt wird, bevor die Rohrwendel RW mit dem geometrisch bestimmten Profilquerschnitt PQ erstarrt. Letzterer besitzt, was die Maß- und Formhaltigkeit angeht, im Vergleich zum eingangs geschilderten Stand der Tech- nik sehr geringe Maß- und Formtoleranzen (siehe hierzu auch die Fig. 14 und 15 im Vergleich). Im dargestellten Ausführungsbei- spiel wird das noch plastisch formfähige Extrudat EX für den zweiten Formgebungsschritt in der Umformeinrichtung 18 der Vor- richtung 10 mittels der hierfür speziell angetriebenen Umform- einrichtung 18 direkt vom Düsenspalt 16 des Extruders 12 herun- tergezogen.

Durch die besondere Ausgestaltung des Spritzkopfs 14 der Vor- richtung 10 mit der an die Druckluftquelle 82 angeschlossenen Stützluftbohrung 78 kann ferner das Kalibrieren des noch plas- tisch formfähigen Extrudats EX in der Umformeinrichtung 18 unter der Zufuhr von Stützluft durch einen Hohlraum HR (siehe die Fig. 11 und 12) des Extrudats EX erfolgen.

Während des zweiten Formgebungsschritts zur Ausbildung der Rohrwendel RW mit dem geometrisch definiert kalibrierten Pro- filquerschnitt PQ ist es darüber hinaus möglich, das Extrudat EX in der Umformeinrichtung 18 aktiv zu kühlen. Im dargestell- ten Ausführungsbeispiel wird zur aktiven Kühlung des Extrudats EX in der Umformeinrichtung 18 ein flüssiges Kühlmittel, näm- lich Wasser verwendet, welches von der Kühleinrichtung 20 auf das durch die Umformeinrichtung 18 geförderte Extrudat EX abge- geben wird. Hierbei gelangt das aus dem Wasserbecken 124 ange- saugte Wasser über die am Düsenhalter 126 ausgerichtet befes- tigten Düsen 128 direkt auf das durch die Formwellen 84, 86 ge- förderte Extrudat EX. Da die Umformeinrichtung 18 oberhalb des Wasserbeckens 124 der Kühleinrichtung 20 platziert ist, tropft bzw. fließt das auf das Extrudat EX abgegebene Wasser in einem Kreislauf zurück in das Wasserbecken 124. Im bzw. am Wasser- becken 124 können zusätzliche Maßnahmen vorgesehen sein (in den Figuren nicht gezeigt), um das umlaufende Wasser zu temperie- ren, zum Beispiel eine Kompressorkühlung.

Die vorbeschriebene Mehrteiligkeit der Formwellen 86 des Außen- rings 87 erleichtert vor allem das Anfahren der Produktion der Rohrwendel RW. Beim Anfahren sind zunächst die Wellensegmente 95 der äußeren Formwellen 86 noch nicht auf den zugeordneten Wellenstümpfen 94 aufgesetzt. Das aus dem Düsenspalt 16 des Extruders 12 austretende, plastisch formfähige, rohrförmige Extrudat EX wird direkt um die sich jeweils um die eigene Mit- telachse 92 drehenden Formwellen 84 des Innenrings 85 der Ring- form folgend gelegt. Dabei folgt das Extrudat EX auch der sich aus der vorbeschriebenen Anordnung bzw. Ausrichtung der formen- den Radialnuten 90 der Formwellen 84 ergebenden Steigung, d.h. es bildet eine Spirale bzw. Wendel. Durch die nun eingeschal- tete Wasserkühlung vermittels der Kühleinrichtung 20 entsteht eine der Ringform folgende Umschlingung der Formwellen 84 des Innenrings 85, wobei die Umformeinrichtung 18 das Extrudat EX weiterfordert . Jetzt werden reihum die Wellensegmente 95 an den zugeordneten Wellenstümpfen 94 der Formwellen 86 des Außenrings 87 angesetzt sowie ggf. der Druck der von der Druckluftquelle 82 erzeugten und über die Stützluftbohrung 78 in den Hohlraum HR des Extrudats EX abgegebenen Stützluft soweit erhöht, bis das Extrudat EX vollständigen Kontakt mit den Formwellen 84 des Innenrings 85 sowie den Formwellen 86 des Außenrings 87 hat und folglich entsprechend der Geometrie der Radialnuten 90 einen runden Profilquerschnitt PQ ohne Ovalität ausbildet. Mit anderen Worten gesagt wird hier das noch plastisch formfähige Extrudat EX in dem zweiten Formgebungsschritt zur Erzielung des im Wesentlichen kreisringförmigen Profilquerschnitts PQ gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel kalibriert und zugleich in die Wendelform gebracht.

Ein weiterer Vorteil der geteilten Formwellen 86 des Außenrings 87 besteht in der damit erzielten Arbeitssicherheit. Da sich die Formwellen 84 des Innenrings 85 und die Formwellen 86 des Außenrings 87 entsprechend den Pfeilen in den Fig. 11 und 12 gegenläufig drehen, besteht grundsätzlich die Gefahr, dass z.B. Finger der Bedienperson in den Zwischenraum zwischen den Form- wellen 84, 86 gezogen werden. Falls dies passiert, kann infolge der geteilten Ausführung der Formwellen 86 das angesetzte Wel- lensegment 95 bezüglich des zugeordneten Wellenstumpfs 94 ein- fach auslenken. Dieser Effekt ist auch bei der Produktion sehr hilfreich, weil bei etwaigen Verdickungen im Extrudat EX die Wellensegmente 95 ausweichen können, bevor sie infolge der vor- gesehenen magnetischen Kupplungen 96 selbsttätig in ihre Aus- gangslage zurückkehren, so dass die Umformeinrichtung 18 nicht verstopft oder gar beschädigt wird. Nach Verlassen der Umformeinrichtung 18 wird die erstarrte Rohrwendel RW in einem ersten Konfektionierungsschritt defi- niert abgelängt. Dies kann manuell oder automatisiert erfolgen.

So kann im Bereich des Rohrwendelabzugs 22 oder in Richtung des Materialflusses gesehen dahinter - je nach der gewünschten Länge der zunächst endlos produzierten Rohrwendel RW - eine Trenn- oder Schneidvorrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen sein. In dieser wird die Rohrwendel RW zunächst geeignet auseinander- gezogen oder aufgespreizt, damit ein Trenn- oder Schneidwerk- zeug in Form einer Zange, einer Schere, eines Guillotine-Mes- sers mit Anlage bzw. Gegenschneide od.dgl. an eine Windung der Rohrwendel RW angelegt werden kann, um die Rohrwendel RW im rechten Winkel zum Rohrverlauf zu trennen oder zu schneiden.

Danach wird die definiert abgelängte Rohrwendel RW in einem zweiten Konfektionierungsschritt an einem oder beiden Enden mit einem Knickschutz KS und/oder einem Anschlussstück AS versehen (vgl. die Fig. 13). Hierfür kann es je nach Art des Abgangs der Rohrwendel RW - Rohrwendel mit in Umfangsrichtung auslaufenden Rohrwendelenden, Rohrwendel mit in axialer Richtung der Wendel auslaufenden Rohrwendelenden oder Rohrwendel mit kombinierten Rohrwendelenden - zunächst notwendig sein, die Rohrwendel RW örtlich zu erwärmen und nochmals plastisch zu verformen, um ein oder beide Anschlussenden für einen axial verlaufenden Abgang abzuwinkeln, wie in Fig. 13 gezeigt.

Sodann wird, falls erforderlich oder gewünscht, der Knickschutz KS auf das jeweilige Ende der Rohrwendel RW aufgeschoben. Hier- bei handelt es sich üblicherweise um eine metallische Schrau- benfeder oder ein rohr- bzw. rohrbogenförmiges Kunststoffteil mit Farbcodierung, die/das sich zu einem Ende hin am Innenum- fang verjüngt, so dass sie/es auf der Rohrwendel RW festgesetzt werden kann. Schließlich wird in das jeweilige Ende der Rohr- wendel RW das zumeist metallische Anschlussstück AS bei Raum- temperatur eingepresst oder eingeschlagen, um die Rohrwendel RW entsprechend Fig. 13 zu komplettieren.

Auch gibt es einteilige oder vormontierte, kombinierte Knick- schutz-/Anschlussteile (nicht gezeigt), die in einem Arbeits- gang am jeweiligen Ende der Rohrwendel montiert werden können. Die vorbeschriebenen Konfektionierungsschritte können schließ- lich mit ihren jeweiligen Unterschritten - Auseinanderziehen oder -spreizen der Rohrwendel RW / Trennen oder Schneiden der Rohrwendel RW / ggf. Abwinkeln des jeweiligen Rohrwendelendes / ggf. Anbringen des Knickschutzes KS am jeweiligen Rohrwendel- ende / Anbringen des Anschlussstücks AS oder eines kombinierten Knickschutz-/Anschlussteils am jeweiligen Rohrwendelende - vollständig automatisiert oder teilautomatisiert auf z.B. einem Rundtisch (nicht dargestellt) erfolgen.

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Rohrwendel aus einem thermoplastischen Kunststoff wird in einem ersten Formgebungs- schritt ein rohrförmiges Extrudat über einen ringförmigen Dü- senspalt eines Extruders extrudiert, bevor das vom Düsenspalt heruntergezogene, noch plastisch formfähige Extrudat in einem zweiten Formgebungsschritt direkt im Anschluss an den ersten Formgebungsschritt in einer Umformeinrichtung zur Erzielung eines geometrisch definierten Profilquerschnitts kalibriert sowie zu der Rohrwendel umgeformt wird, worauf die Rohrwendel mit dem geometrisch bestimmten Profilquerschnitt erstarrt. Dieses Verfahren ermöglicht eine Endlosfertigung der Rohrwendel mit einer im Hinblick auf Maß- und Formtoleranzen an dem Pro- filquerschnitt der Rohrwendel neuen, hohen Qualität. Ferner wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer solchen Rohrwendel vorgeschlagen. BEZUGSZEICHENLISTE 10 Vorrichtung 12 Extruder 14 Spritzkopf 16 Düsenspalt 18 Umformeinrichtung 20 Kühleinrichtung 22 Rohrwendelabzug 24 Abzugsrolle 26 Grundgestell 28 Schneckenzylinder 30 Extruderschnecke 32 Drucklagerglocke 34 Getriebemotor 36 Befüllöffnung 38 Heiz-Kühl-Kombination 40 Kabelkanal 42 Grundkörper 44 Gewindebohrung 46 Flanschteil 48 Heizband 50 Zentrierring 52 Spritzkopfeinlauf 54 Distanzring 56 Stufenbohrung 58 Düsenhalter 60 Innenraum 62 Stegdornhalter 64 Außendüse 66 Innendüse 68 Zentrierschraube 70 Durchbruch 72 Sackbohrung 74 Querbohrung 76 Anschlussbohrung

78 Stützluftbohrung

80 Stirnfläche

82 Druckluftquelle

84 Formwelle

85 Innenring

86 Formwelle

87 Außenring

88 Wellenhalter

89 Mittelachse

90 Radialnut

91 Nutquerschnitt

92 Mittelachse

93 Mittelachse

94 Wellenstumpf

95 Wellensegment

96 magnetische Kupplung

97 komplementär ausgebildeten Strukturen

98 Stift

99 Ausnehmung

100 Antriebseinrichtung

102 Radialverteilergetriebe

103 Gestell

104 Elektromotor

106 Teleskop-Kreuzgelenkwelle

107 eingangsseitige Gehäusehälfte

108 ausgangsseitige Gehäusehälfte

109 Innenraum

110 erste Getriebestufe

111 Zahnrad der ersten Getriebestufe

112 zweite Getriebestufe

113 Zahnrad der zweiten Getriebestufe

114 Adapterglocke

116 Eingangswelle

118 Verbindungsstange 119 Befestigungsmittel

120 Ausgangswelle

121 Ausgangswelle

122 Ritzel

124 Wasserbecken

126 Düsenhalter

128 Düse

130 Drehantrieb

132 Gestellteil

134 Elektromotor

136 Riementrieb

AS Anschlussstück

EX Extrudat

HR Hohlraum

KS Knickschutz

PQ Profilquerschnitt

RW Rohrwendel