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Die Erfindung betrifft ein Extrusionswerkzeug zum Extrusionsblasformen von Kunststoffbehältern.
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Zum grundsätzlichen Aufbau des Extrusionswerkzeuges gehören eine Ringspaltdüse, die einen Dorn und einen ringförmigen Düsenkörper aufweist, eine elastische Hülse, die an einer oberen Stirnfläche sowie einer unteren Stirnfläche radial beweglich abgestützt ist und einen Düsenspalt der Ringspaltdüse begrenzt, und eine Stelleinrichtung zur radialen Deformierung der elastischen Hülse. Die elastische Hülse begrenzt an ihrer Rückseite einen Funktionsraum der Ringspaltdüse, welcher eine radiale Verformung der Hülse zulässt. Die elastische Hülse ist zumeist im Düsenkörper angeordnet und an ihrer unteren Stirnfläche an einem Haltering abgestützt. Der Haltering ist Bestandteil des Düsenkörpers und austauschbar. Zusätzlich oder alternativ kann auch der Dorn der Ringspaltdüse mit einer elastisch deformierbaren Hülse ausgestattet sein. Ein Extrusionswerkzeug mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen ist beispielsweise aus
EP 1 066 948 A1 bekannt.
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Die Spaltbreite des Düsenspaltes ist durch axiale Stellbewegungen des Dorns oder des Düsenkörpers veränderbar. Ferner kann die Geometrie des Düsenspaltes durch eine radiale Deformierung der Hülse beeinflusst werden. Während der Extrusion von Vorformlingen, die an der Unterseite des Extrusionswerkzeuges austreten und in einer Blasform anschließend zu Kunststoffbehältern aufgeweitet werden, werden die Spaltbreite des Düsenspaltes und die Geometrie des Düsenspaltes durch sich zyklisch wiederholende Stellbewegungen des Dorns oder Düsenkörpers und der elastischen Hülse beeinflusst.
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Durch den Druck der durch die Ringspaltdüse fließenden Kunststoffschmelze und durch Fließkräfte, die durch Haftung der Schmelze an der Hülse verursacht werden, wird auf die deformierbare Hülse in Fließrichtung der Schmelze eine Axialkraft ausgeübt, die über die unterseitige Abstützung in die Ringspaltdüse eingeleitet wird. In Folge dieser Axialkraft tritt bei radialen Deformationsbewegungen der Hülse sowohl an der unteren Stirnfläche der Hülse als auch an der zugeordneten Stützfläche der Ringspaltdüse Verschleiß auf. Mit zunehmendem Verschleiß öffnet sich an der oberen Stirnfläche der elastischen Hülse ein Spalt zwischen der Hülse und der Gegenfläche der Ringspaltdüse, durch den Kunststoffschmelze in den Funktionsraum an der Rückseite der Hülse eindringen kann. Je nach der Menge der Kunststoffschmelze, die in den Funktionsraum eindringt, kann es dazu kommen, dass sich die deformierbare Hülse nicht mehr frei bewegen kann. Wird die in den Funktionsraum eingedrungene Kunststoffschmelze nicht entfernt, zersetzt sich die Schmelze durch Temperatureinwirkung und verfestigt sich. Dieser Effekt führt zu einer zusätzlichen Erhöhung der Einschränkung der Beweglichkeit der deformierbaren Hülse. Eine mangelnde Bewegungsfreiheit der deformierbaren Hülse wirkt sich auf das Wandprofil der extrudierten Vorformlingen aus und hat zur Folge, dass das Wanddickenprofil der extrudierten Vorformlinge und die Wanddickenverteilung der daraus gefertigten Kunststoffbehälter von Sollwerten abweicht. Ferner kann die eingeschränkte Bewegungsfreiheit der Hülse zu einer deutlich erhöhten mechanischen Beanspruchung der deformierbaren Hülse führen, die deren plastische Verformung oder sogar deren Bruch zur Folge haben kann. Um eine sichere und gleichbleibende Produktion gewährleisten zu können, muss der Produktionsprozess unterbrochen, die elastisch deformierbare Hülse ausgebaut und die Kunststoffschmelze aus dem Funktionsraum entfernt werden. Je größer der Spalt zwischen der deformierbaren Hülse und der Ringspaltdüse infolge eines Verschleißes an der unteren Stirnfläche der Hülse wird, desto öfter muss gereinigt werden. Überschreiten die daraus resultierenden Stillstandszeiten einen betriebswirtschaftlich tolerierbaren Wert, müssen die deformierbare Hülse und mit der Hülse in Kontakt stehende Teile der Ringspaltdüse ausgebaut und durch Ersatzteile ersetzt werden.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Eindringen von Kunststoffschmelze in den Funktionsraum an der Rückseite der deformierbaren Hülse zu verhindern und dadurch die Standzeit der Hülse zu verbessern.
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Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein Extrusionswerkzeug nach Anspruch 1.
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Erfindungsgemäß ist eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung des Funktionsraumes vorgesehen, die ein Dichtungselement zwischen der oberen Stirnfläche der deformierbaren Hülse und der Ringspaltdüse aufweist oder als flexibler Dichtungskörper ausgebildet ist, der den Funktionsraum zumindest in einem an die obere Stirnfläche der deformierbaren Hülse angrenzenden Abschnitt ausfüllt. Die deformierbare Hülse kann im ringförmigen Düsenkörper oder am Dorn der Ringspaltdüse angeordnet sein. Der abzudichtende Funktionsraum befindet sich jeweils an der Rückseite der deformierbaren Hülse, auf die auch Stellmittel zur Deformierung der Hülse wirken. Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung ist an der oberen Stirnfläche der deformierbaren Hülse wirksam und verhindert das Eintreten eines Schmelzeleckagestroms zwischen der oberen Stirnfläche der deformierbaren Hülse und der Gegenfläche der Ringspaltdüse. Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass ein Verschleiß der elastisch deformierbaren Hülse an der unteren Stirnfläche der Hülse und der mit der unteren Stirnfläche zusammenwirkenden Gegenfläche der Ringspaltdüse nicht verhindert werden kann, da die untere Stirnfläche der Hülse während des Extrusionsbetriebes in Folge zyklischer radialer Deformierungen und/oder radialer Bewegungen auf einer Gegenfläche der Ringspaltdüse gleitet und dabei gleichzeitig einer großen Axialkraft ausgesetzt ist.
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Die erfindungsgemäße Lehre nimmt in Kauf, dass sich durch Verschleiß an der unteren Stirnfläche der Hülse ein Spalt zwischen der oberen Stirnfläche der Hülse und einer Gegenfläche der Ringspaltdüse bildet. Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung verhindert das Eintreten eines Schmelzeleckagestromes durch diesen Spalt, der mit zunehmendem Verschleiß an der unteren Stirnseite der Hülse größer wird, in den Funktionsraum hinein.
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Die Dichtungsanordnung kann ein Dichtungselement aufweisen, welches zwischen der oberen Stirnfläche der deformierbaren Hülse und der Ringspaltdüse angeordnet ist. Das Dichtungselement ist durch die Radialbewegungen der Hülse einer Beanspruchung quer zur Fließrichtung der Schmelze ausgesetzt. Darüber hinaus muss das Dichtungselement so ausgebildet sein, dass es einen zunehmenden Spalt zwischen der Stirnfläche und einer Gegenfläche der Ringspaltdüse ausgleichen kann. Das Dichtungselement ist vorzugsweise elastisch verformbar und/oder in einer Dichtungsaufnahme vertikal beweglich angeordnet. Weitere Ausgestaltungen des Dichtungselementes werden in den abhängigen Ansprüchen, insbesondere den Ansprüchen 4 bis 16 beschrieben und nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei kann die Dichtungsanordnung stets auch ein weiteres Dichtungselement umfassen, welches zwischen der unteren Stirnfläche der elastischen Hülse und der Ringspaltdüse angeordnet ist.
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Eine wirksame Abdichtung des Funktionsraumes kann erfindungsgemäß auch durch einen flexiblen Dichtungskörper bewirkt werden, der den Funktionsraum zumindest in einem an die obere Stirnfläche des elastischen Rings angrenzenden Abschnitt ausfüllt. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Dichtungskörpers werden in den Ansprüchen 17 bis 20 beschrieben und nachfolgend ebenfalls anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen schematisch:
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1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Extrusionswerkzeug,
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2a bis 2d jeweils einen Querschnitt durch das in 1 dargestellte Extrusionswerkzeug in der Schnittebene I-I für unterschiedliche Funktionsstellungen,
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3 bis 8 jeweils einen Teilschnitt in der aus 2a ersichtlichen Schnittebene A-A für weitere Ausgestaltungen des Extrusionswerkzeuges,
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9 und 10 jeweils einen Teilschnitt in der aus 2a dargestellten Schnittebene B-B für weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Extrusionswerkzeuges,
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11 eine weitere Ausführungsform des Extrusionswerkzeuges in einem Teilschnitt in der Schnittebene A-A,
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12 eine weitere Ausgestaltung des Extrusionswerkzeuges in einem Teilschnitt in der Schnittebene B-B
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13 bis 15 einen Längsschnitt in der Schnittebene B-A aus 2a für weitere Ausgestaltungen des Extrusionswerkzeuges.
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Die Figuren zeigen Extrusionswerkzeuge zum Extrusionsblasformen von Kunststoffbehältern. Zum grundsätzlichen Aufbau des Extrusionswerkzeuges gehören eine Ringspaltdüse 1, die einen Dorn 2 und einen ringförmigen Düsenkörper 3 aufweist, eine elastisch deformierbare Hülse 4, die an einer oberen Stirnfläche 5 sowie einer unteren Stirnfläche 6 radial beweglich abgestützt ist und einen Düsenspalt s der Ringspaltdüse 1 begrenzt, sowie eine Stelleinrichtung 7 zur radialen Deformierung der Hülse 4. Die Stelleinrichtung kann einen oder mehrere Kraftantriebe 8 aufweisen. Auch eine manuell betätigbare Stelleinrichtung soll unter die Erfindung fallen. Die elastische Hülse 4 begrenzt an ihrer Rückseite einen Funktionsraum 9 der Ringspaltdüse 1, welcher eine radiale Verformung der Hülse 4 zulässt. Die deformierbare Hülse 4 ist in den Ausführungsbeispielen jeweils in einem Düsenkörper 3 angeordnet und an ihrer unteren Stirnfläche an einem Haltering 10 abgestützt. Der Haltering 10 ist Bestandteil des Düsenkörpers 3 und austauschbar. Zusätzlich oder alternativ kann auch der Dorn 2 der Ringspaltdüse 1 mit einer elastisch deformierbaren Hülse 4 ausgestattet sein.
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Die Spaltbreite des Düsenspaltes s ist durch axiale Stellbewegung des Dorns 2 oder des Düsenkörpers 3 veränderbar. Ferner kann die Geometrie des Düsenspaltes s durch eine radiale Deformierung und eine radiale Verschiebebewegung der Hülse 4 beeinflusst werden. Verschiedene Funktionsstellungen der elastisch deformierbaren Hülse 4 sind in den 2a bis 2d dargestellt. Während der Extrusion von Vorformlingen, die an der Unterseite des Extrusionswerkzeuges austreten und in einer Blasform anschließend zu Kunststoffbehältern aufgeweitet werden, werden die Spaltbreite des Düsenspaltes s und die Geometrie des Düsenspaltes s durch zyklisch sich wiederholende Stellbewegungen des Dorns 2 oder Düsenkörpers 3 und der elastisch deformierbaren Hülse 4 beeinflusst.
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Das in den Ausführungsbeispielen dargestellte Extrusionswerkzeug weist eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung des Funktionsraumes 9 auf, der an der Rückseite der elastisch deformierbaren Hülse 4 vorgesehen ist und von Wandflächen des ringförmigen Düsenkörpers 3 und der deformierbaren Hülse 4 begrenzt ist. Die 3 bis 15 zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen der Dichtungsanordnung.
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Durch den Druck einer durch die Ringspaltdüse 1 fließenden Kunststoffschmelze und durch die Fließkräfte, die durch Haftung der Schmelze an der Hülse verursacht werden, wird auf die deformierbare Hülse 4 in Fließrichtung der Schmelze eine Axialkraft ausgeübt, die über die unterseitige Abstützung in die Ringspaltdüse 1 eingeleitet wird. Infolge dieser Axialkraft tritt bei radialen Bewegungen und Deformationsbewegungen der Hülse sowohl an der unteren Stirnfläche 6 der Hülse 4 als auch an der zugeordneten Stützfläche der Ringspaltdüse 1 Verschleiß auf. Mit zunehmendem Verschleiß verlagert sich das obere Ende der elastisch deformierbaren Hülse 4 nach unten und öffnet sich an der oberen Stirnfläche 5 der elastisch deformierbaren Hülse 4 ein Spalt zwischen der Hülse 4 und der Gegenfläche der Ringspaltdüse 1. Die im Folgenden noch anhand von Ausführungsbeispielen erläuterte Dichtungsanordnung ist an der oberen Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 wirksam und verhindert das Eintreten eines Schmelzeleckagestromes zwischen der oberen Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 und der Gegenfläche der Ringspaltdüse 1.
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In den Ausführungsbeispielen der 3 bis 12 weist die Dichtungsanordnung jeweils ein Dichtungselement 11 auf, das zwischen der oberen Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 und der Ringspaltdüse 1 angeordnet ist. Die Dichtungselemente 11 sind durch die Radialbewegungen der Hülse 4 einer Beanspruchung quer zur Fließrichtung der Schmelze ausgesetzt. Ferner sind die Dichtungselemente 11 so ausgebildet, dass sie einen zunehmenden Spalt zwischen der Stirnfläche 5 und einer Gegenfläche der Ringspaltdüse 1 ausgleichen können. Sie sind elastisch verformbar und/oder in einer Dichtungsaufnahme vertikal beweglich angeordnet. Bei allen im Folgenden anhand der 3 bis 12 erläuterten Ausgestaltungen kann die Dichtungsanordnung optional ein weiteres Dichtungselement 11 umfassen, welches zwischen der unteren Stirnfläche 6 der elastisch deformierbaren Hülse 4 und der Ringspaltdüse 1 angeordnet ist.
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Im Ausführungsbeispiel der 3 besteht das Dichtungselement 11 aus einem Elastomerring 12, welcher in einer Ringnut 13 der Ringspaltdüse 1 angeordnet ist und an der Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 anliegt. In allen radialen Positionen, welche die elastisch deformierbare Hülse 4 einnehmen kann, wird der Elastomerring 12 von der Stirnfläche 5 der Hülse 4 überdeckt. Durch die Anordnung in einer Ringnut 13 ist der Elastomerring 12 seitlich abgestützt, so dass er bei Radialbewegungen der elastisch deformierbaren Hülse 4 seine Position beibehält und nicht unzulässig auf Scherung beansprucht wird.
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Im Ausführungsbeispiel der 4 weist das Dichtungselement 11 einen an der Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 anliegenden Gleitring 14 auf. Damit er die seitlichen Verstellkräfte aufnehmen kann, ist der Gleitring 14 in einer Nut 15 geführt. Die Gleitfläche des Gleitrings 14 ist vorzugsweise weicher als das Material der deformierbaren Hülse 4 und weist günstige Gleiteigenschaften auf. Der Gleitring 14 ist in der Nut 15 vertikal beweglich geführt und bildet eine Gleit- und Dichtungsfläche für die elastisch deformierbare Hülse 4, die über den gesamten radialen Stellweg der Hülse 4 wirksam ist. Kommt es durch Verschleiß, der zwischen der unteren Stirnfläche 6 und dem Haltering 10 des Düsenkörpers 3 auftritt, zu einem Absenken der Hülse 4, so gleicht der Gleitring 14 den daraus resultierenden Höhenunterschied aus, da er sich ebenfalls nach unten bewegt. Bei der in 4 dargestellten Ausführung wirkt unter Einsatzbedingung nur das Eigengewicht des Gleitrings 14 zusätzlich auf die elastisch deformierbare Hülse 4. Diese zusätzliche Belastung ist gegenüber der Gesamtbeanspruchung vernachlässigbar und führt zu keinem zusätzlichen Verschleiß an der oberen Stirnfläche 5 der elastisch deformierbaren Hülse 4.
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Im Ausführungsbeispiel der 5 ist der Gleitring 14 in einer Nut 15 vertikal beweglich angeordnet und liegt unter der Wirkung eines Vorspannelementes 16 an der Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 an. Das Vorspannelement 16 kann aus einem elastomeren Körper, z. B. einem Elastomerring bestehen. Anstelle eines elastomeren Vorspannelementes 16 können auch Federelemente verwendet werden. In dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die durch das Vorspannelement 16 aufzubringende Vorspannkraft so abgestimmt, dass zum einen sichergestellt ist, dass der Gleitring 14 in allen Betriebszuständen an der Stirnfläche 5 der elastisch deformierbaren Hülse 4 anliegt und ferner der Anpressdruck des Gleitrings 14 nicht so hoch ist, dass an der oberen Stirnfläche 5 der Hülse 4 Verschleiß auftritt.
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Auch in 6 weist das Dichtungselement 11 einen an der Stirnfläche der deformierbaren Hülse anliegenden Gleitring 14 auf, der in einer Ringnut vertikal beweglich angeordnet ist und unter der Wirkung eines Elastomerringes 12 an der Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 anliegt. Der Gleitring 14 bildet eine auswechselbare Gleit- und Dichtungsfläche.
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Im Ausführungsbeispiel der 7 weist die Dichtungsanordnung einen Gleitring 14 auf, der an Vorspannschrauben 17 angeschlossen ist. Die Vorspannschrauben 17 sind an der Ringspaltdüse abgestützt. Mittels der Vorspannschrauben kann die Auflagekraft des Gleitrings 14 an der oberen Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 definiert eingestellt werden. Vorzugsweise sind mehrere Vorspannschrauben 17 vorgesehen, die beispielsweise unter einem Winkel zwischen 45° und 90° in Umfangsrichtung des Gleitrings 14 verteilt angeordnet sind. Bei der Montage werden die Vorspannschrauben 17 mit einem definierten Anzugsmoment angezogen. In regelmäßigen Wartungsintervallen ist zu prüfen, ob die Vorspannschrauben 17 eventuell nachgezogen werden müssen, und wird durch Nachstellen der Vorspannschrauben gegebenenfalls die Anlagekraft des Gleitrings 14 an der oberen Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 korrigiert. Der Gleitring 14 kann entsprechend der Darstellung in 7 in einer Führungsnut angeordnet sein. Es kann sich auch entsprechend der Darstellung in 8 zum Fließkanal erstrecken und eine den Schmelzefluss begrenzende Wandfläche bilden.
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Das im Ausführungsbeispiel der 9 dargestellte Dichtungselement 11 setzt sich aus zwei Tragringen 18, 18' und einem elastomeren Kern 19 zusammen. Die Tragringe 18, 18' weisen ein U-förmiges Querschnittsprofil auf und greifen unter Ausbildung eines geschlossenen Querschnittsprofils teleskopierend ineinander. Das aus den beiden Tragringen 18, 18' und dem elastomeren Kern 19 bestehende Dichtungselement 11 bildet ein als Einheit austauschbares Laufflächenelement. Die Tragringe 18, 18' sind so ausgebildet, dass sie ein günstiges Reibungsverhalten gegenüber dem Material der deformierbaren Hülse 4 besitzen und dabei auch so stabil sind, dass sie die Kräfte, die durch eine Deformation der deformierbaren Hülse 4 und dem Schmelzefluss entstehen, aufnehmen können. Der elastomere Kern 19 sorgt dafür, dass die beiden Tragringe 18, 18' zu jedem Zeitpunkt an ihren entsprechenden Gegenflächen im Düsenkörper 3 und an der deformierbaren Hülse 4 anliegen und die erforderlichen Kräfte übertragen können. Die Tragringe können insbesondere aus einem Material bestehen, welches weicher ist als das Material der deformierbaren Hülse 4. Optional kann der elastomere Kern 19 ein Federelement enthalten. Insbesondere kann in dem elastomeren Kern ein umlaufendes Federelement angeordnet sein, welches gewährleistet, dass das Dichtungselement 11 in Umfangsrichtung zu jeder Zeit sicher an Stützflächen im Düsengehäuse 1 anliegt.
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Die anhand der 3 bis 9 erläuterten Dichtungsanordnungen haben gemeinsam, dass sie ein seitliches Austreten der Kunststoffschmelze in Richtung des Funktionsraumes 9 an der Rückseite der elastisch deformierbaren Hülse 4 generell verhindern sollen. Bei hohen Massedrücken und einer leicht fließenden Kunststoffschmelze sind Anwendungsfälle denkbar, wo die beschriebenen Maßnahmen nicht ausreichen, um ein Einströmen der Kunststoffschmelze in den Funktionsraum 9 vollständig zu verhindern. Die in den 10 bis 12 dargestellten Dichtungsanordnungen können dieses Problem lösen. Kernelement der in den 10 bis 12 dargestellten Dichtungsanordnungen ist ein Dichtungselement in Form einer ringförmigen Dichtscheibe 20, die den Funktionsraum 9 an der Rückseite der elastisch deformierbaren Hülse 4 oberseitig verschließt und den Funktionsraum 9 von einem Hohlraum 21 der Ringspaltdüse 1 trennt, aus dem Leckströme der Kunststoffschmelze, die durch einen Spalt zwischen der oberen Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 und der Ringspaltdüse 1 eintreten, ableitbar sind. Der Hohlraum 21 weist zu diesem Zweck eine oder mehrere Leckflussbohrungen 22 auf. Die Dichtscheibe 20 besteht aus einem flexiblen Leitblech, welches im Düsenkörper 3 befestigt ist (11) oder auch an einem Gegenlager 32 gelenkig gelagert sein kann (12). Die Dichtscheibe 20 liegt auf der oberen Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 auf und kann zusätzlich an seiner Oberseite abgeschrägt sein. Die Schräge 23 erleichtert das Abströmen der Kunststoffschmelze und bildet einen flexiblen Abschnitt, der dicht und mit einem ausreichenden Anpressdruck an der Stirnfläche 5 der elastisch deformierbaren Hülse 4 anliegt. Die Überlappung der ringförmigen Dichtscheibe 20 und der oberen Stirnfläche 5 der elastisch deformierbaren Hülse 4 muss so bemessen sein, dass eine Überlappung für den gesamten radialen Stellbereich der deformierbaren Hülse 4 gewährleistet ist.
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Im Ausführungsbeispiel der 10 ist die Dichtscheibe 20 in der Ringspaltdüse 1 befestigt und liegt unter der Wirkung mindestens eines Druckfederelementes 24 an der Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 an. Das Druckfederelement 24 ist dabei zweckmäßig in einer Hülse 25 geführt, welche den Leckagestrom von der Druckfeder fern hält und ein Zusetzen der Federwandungen durch aushärtende Schmelze verhindert. Anstelle eines oder mehrerer Druckfederelemente können auch andere Elemente zum Einsatz kommen, die es erlauben, die Auflagekraft der Dichtscheibe 20 bei sich ändernden Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten. Die Dichtscheibe 20 kann ein- oder mehrlagig aus beliebigem Material gefertigt sein. Insbesondere kann es auch aus einem Verbundwerkstoff bestehen. Ferner kann die Dichtscheibe 20 aus einem Paket aus mindestens zwei Federblechen bestehen, die mehrlagig nach Art einer Blattfeder übereinander geschichtet angeordnet sind.
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Im Ausführungsbeispiel der 11 ist die an der Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 anliegende Dichtscheibe 20 an einem in der Ringspaltdüse 1 axial verstellbaren Stellring 26 angeschlossen. Durch Axialverstellung des Stellrings 20 ist die Druckkraft, mit der die Dichtscheibe 20 an der Stirnfläche 5 der Hülse 4 anliegt, einstell- und veränderbar. Eine Änderung der axialen Position des Stellringes 26 bewirkt eine größere oder geringere Auflagekraft. Im Ausführungsbeispiel ist der Stellring 26 als Gewindering ausgeführt und weist ein Außengewinde auf, das über ein entsprechendes Gegengewinde im Düsenkörper 3 gehalten ist. Die Auflagekraft wird durch Verdrehen des Gewindestellrings 26 verändert. Die dargestellte Ausführung erlaubt es, die axiale Position des Stellrings 26 bei der Erstmontage und bei späteren Wartungsarbeiten einzustellen und gegebenenfalls anzupassen. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass der Stellring 26 seine axiale Position selbsttätig ändert und somit der Auflagekraft folgen kann.
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Die zuvor beschriebenen Maßnahmen können auch an der deformierbaren Hülse 4 selbst vorgesehen werden. Die deformierbare Hülse 4 und ein die Hülse 4 unterseitig stützender Haltering 10 des Düsenkörpers 3 stellen leicht zu tauschende Bauelemente dar. Es ist technisch sinnvoll, die Dichtungsanordnung an diesen Elementen vorzusehen.
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Im Ausführungsbeispiel der 13 ist das Dichtungselement 11 an der deformierbaren Hülse 4 angeordnet und liegt an einer Gegenfläche der Ringspaltdüse 1 an. Der Aufbau und die Funktionsweise des Dichtungselementes 11 entspricht der zuvor anhand der 9 erläuterten Ausführung. Die in 13 dargestellte Ausführungsvariante eignet sich besonders zum Nachrüsten eines bereits vorhandenen Extrusionswerkzeuges.
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Gemäß der Darstellung in 13 bildet das als elastisches Gleitelement ausgebildete Dichtungselement 11 die gesamte belastete Gleitfläche der deformierbaren Hülse 4. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass das Dichtungselement 11 schmaler ausgebildet wird und nur einen Teilbereich der belasteten Lauffläche bildet. In diesem Fall kann das Dichtungselement 11 weniger stabil und dafür elastischer ausgelegt werden, so dass ein Stirnflächenabschnitt der elastisch deformierbaren Hülse 4 alle axialen Lasten aufnimmt und das Dichtungselement 11 nur die Absperrung des Funktionsraumes 9 übernimmt.
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Eine wirksame Abdichtung des Funktionsraumes 9 an der Rückseite der elastisch deformierbaren Hülse 4 kann erfindungsgemäß auch durch einen flexiblen Dichtungskörper 27 bewirkt werden, der den Funktionsraum 9 zumindest in einem an die obere Stirnfläche 5 der deformierbaren Hülse 4 angrenzenden Abschnitt ausfüllt. Die 14 und 15 zeigen entsprechende Ausgestaltungen der Dichtungsanordnung unter Verwendung eines flexiblen Dichtungskörpers 27. Der Dichtungskörper 27 besteht aus einem Ringkörper 28, der an der Rückseite der deformierbaren Hülse 4 angeordnet ist. Gemäß der Darstellung in 14 kann der Ringkörper 28 ein verformbares Hohlprofil aufweisen, dessen Hohlraum 29 von einem gasförmigen oder flüssigen Druckmedium beaufschlagt ist. Der Druck innerhalb des Ringkörpers 28 ist zweckmäßig mittels eines Ventils einstellbar. Der Druck im Ringkörper erlaubt es zum einen, dass sich die Außenkontur des Ringkörpers 28 an die Kontur des Funktionsraumes 9 anpasst. Zum anderen erzeugt der Druck einen zusätzlichen Widerstand gegen eventuell eintretende Schmelze. Der Druck innerhalb des Ringkörpers 28 ist gegebenenfalls während des Extrusionsbetriebes veränderbar.
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Der Ringkörper 28 und die deformierbare Hülse 4 sind fest, z. B. durch formschlüssiges Ineinandergreifen von Anschlussabschnitten 30 verbunden. Dabei ist die elastisch deformierbare Hülse 4 hinsichtlich des Materials und ihrer Wandstärke so ausgelegt, dass sie die Druck- und Fließkräfte der durch die Ringspaltdüse 1 fließenden Kunststoffschmelze aufnehmen kann. Der an der Rückseite der deformierbaren Hülse 4 vorgesehene Ringkörper 28 übernimmt die Aufgabe, den Funktionsraum 9 zwischen der deformierbaren Hülse 4 und den Düsenkörper 3 so abzudichten, dass keine Kunststoffschmelze in den Funktionsraum 9 eindringen kann. Der flexible Dichtungskörper 27 und die deformierbare Hülse 4 sind an ihrer Kontaktfläche flächig und fest miteinander so verbunden, dass sich kein Spalt zwischen den beiden Kontaktflächen ergibt. Der flexible Dichtungskörper ist ferner in der Lage, den Bewegungen und insbesondere der Verformung der Hülse 4 zu folgen.
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Im Ausführungsbeispiel und gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung füllt der Dichtungskörper 27 den Funktionsraum 9 an der Rückseite der deformierbaren Hülse 4 über die gesamte Länge der Hülse 4 aus.
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Im Ausführungsbeispiel der 15 besteht der Dichtungskörper 27 aus einem elastisch verformbaren Vollmaterial, welches an der von der elastisch deformierbaren Hülse abgewandten Seite von einem Stützring 31 eingefasst ist.
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Die zuvor beschriebenen Dichtungsanordnungen können miteinander kombiniert werden. Vorspannkräfte und Auflagekräfte können anstelle von elastischen Elementen auch durch unter Druck stehende Fluide oder Gase aufgebracht werden. Die einzelnen oder in Kombination verwirklichten Dichtungsanordnungen bewirken, dass der Funktionsraum 9 an der Rückseite der elastisch deformierbaren Hülse 4 von eintretender Schmelze freigehalten wird, so dass die deformierbare Hülse 4 die zur Veränderung der Düsenspaltgeometrie erforderlichen Radialbewegungen ausführen kann, ohne dass die Beweglichkeit der Hülse durch Schmelze, die in den Funktionsraum 9 eingedrungen ist, behindert wird. Unerheblich ist es, ob die deformierbare Hülse 4 durch Kraftantriebe gesteuerte dynamische Bewegungen ausführt oder statisch verstellt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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