DE1182420B - Extruderkopf mit Dorn - Google Patents

Description

• Extruderkopf mit Dorn Die Erfindung bezieht sich auf einen Extruderkopf mit Dorn für Extruder, die zur Verarbeitung plastischer, insbesondere thermoplastischer Massen zu Hohlprofilen dienen. Mit Extruder werden die in der Kunststoffindustrie zur Anwendung kommenden Strangpressen bezeichnet.
• Es ist bekannt, den bei der Herstellung von Hohlprofilen zur Formgebung erforderlichen Dorn mit Hilfe von Stegen zu halten. Die Stege liegen im Materialstrom, sie sind radial gerichtet und weisen meistens stromlinienförmige Querschnitte auf. Jeder dieser Stege teilt den Materialstrom und hinterläßt Spuren, die sich am fertigen Profil als Markierungen, Ungleichmäßigkeiten in der Wandstärke oder als Risse zeigen.
• Es ist ferner bekannt, den Dorn auf einer Lochscheibe anzuordnen und diese Scheibe am Mundstück, am Schneckengehäuse oder zwischen Schnekkengehäuse und Mundstück zu befestigen. Die Löcher der Scheiben sind dabei parallel zur Mundstück- oder Schneckenachse gerichtet. Auch derartige Lochscheiben erzeugen Markierungen, weil der unterteilte Materialstrom hinter der Scheibe nur unvollkommen wieder zusammenschweißt. Diesen Nachteilen sucht man bekanntlich entgegenzuwirken, indem man hinter den Stegen oder Scheiben Stauräume vorsieht. Man will hierdurch die Materialströmung stören und damit die Spuren der Wiederverschweißung des Materials verwischen. Eine derartige Maßnahme ist auch in der bekannten konischen Verjüngung des Mundstücks und des Dornes zum Austritt hin zu sehen. Abgesehen von der aufwendigen Bauweise, die sich aus solchen Maßnahmen ergibt, ist auch die Wirkung nur gering.
• Diese Maßnahmen versagen insbesondere bei der Herstellung dickwandiger Rohre, bei denen hohe Ansprüche an die Wandstärkengleichmäßigkeit gestellt werden.
• Es ist ferner auch eine Vorrichtung zum Beseitigen der Fließmarkierungen bekannt, bei der hinter dem üblichen Dornhalter mit Stegen ein sich drehender Siebkorb montiert ist, durch den das Material fließen muß, so daß erneut eine ausreichende Vermischung eintritt. Diese bekannte Vorrichtung ist aber kompliziert und aufwendig, da ein zusätzlicher Motor zum Drehen des Siebkorbes erforderlich ist.
• Außerdem ist es von Nachteil, daß die Kegelräder des Antriebs im Massestrom laufen, so daß ein Teil des Materials dadurch übermäßig geknetet und thermisch beansprucht wird.
• Es ist weiterhin aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentschrift 1160167 ein Verfahren zum Herstellen von Hohlsträngen aus Kunststoff mit hohlstrangförmiger Bewehrungseinlage mittels Strangpressen bekannt, bei dem eine vorgefertigte Bewehrungseinlage von plastifiziertem Kunststoff umflossen wird, wobei die Bewehrungseinlage von dem Kunststoff von innen nach außen durchflossen und so in den Kunststoff eingebettet wird. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird die Verwendung eines düsenseitig geschlossenen hohlen Spritzdorns vorgeschlagen, dessen Wnadungen mit schlitzförmigen Durchbrechungen versehen sind, so daß die von innen nach außen fließende plastifizierte Masse die um den hohlen Dorn gewickelte Bewehrungseinlage durchfließen kann. Hierbei handelt es sich aber um eine ganz spezielle Vorrichtung zur Herstellung von Hohlsträngen mit Bewehrungseinlagen und nicht um einen Extruderkopf mit Dorn zur Herstellung von üblichen Rohren.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und den Spritz- oder Extruderkopf so auszubilden, daß auch Rohre oder sonstige Hohlprofile, die hohen Ansprüchen in bezug auf die Gleichmäßigkeit der Wand und die Toleranzen der Außen- und Innenmaße genügen, auf Extrudern hergestellt werden können. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß der Dornhalter 1 als langgestreckter, durch einen Boden 2 einseitig in Richtung der Längsachse verschlossener Hohlkörper ausgebildet wird und im Mantel mit einer Vielzahl von senkrecht oder geneigt zur Mundstückswand 3 gerichteten Öffnungen 4 versehen wird, die den Innenraum 5 des Dornhalters mit dem von dem Mundstück und dem Dorn gebildeten Hohlraum 6 auf zweifach umgelenktem Wege verbinden. Man erzielt dadurch ohne erheblichen konstruktiven Aufwand praktisch markierungsfreie, maßhaltige Rohre. Das Ergebnis überrascht insofern, als bei den bekannten Konstruktionen der Dorn durch Stege oder sonstige Haltevorrichtungen befestigt ist, die so im Materialstrom liegen, daß die Richtung des Materialflusses durch diese Vorrichtungen wenig gestört wird, und als in vielen Fällen die Stege z. B. tropfen- oder stromlinienförmige Querschnitte aufweisen.
• Der Extruderkopf gemäß der Erfindung kann durch Variieren der Querschnittsformen und Abmessungen leicht dem zu produzierenden Profil angepaßt werden. Zur Herstellung von Rohren ist es z. B. vorteilhaft, wenn der Dornhalter als rotationssymmetrischer Hohlkörper ausgebildet ist und Öffnungen im Mantel aufweist, die radial oder geneigt zur Mundstückswand 3 gerichtet sind. Dabei kann man für dickwandige Rohre längere Hohlkörper und für dünnwandige Rohre kürzere Hohlkörper als Dornhalter anordnen. Auf diese Weise kann die Summe der Öffnungsquerschnitte dem Massefluß angepaßt und der Druckverlust beeinflußt werden.
• Die Form und Größe der Öffnungen kann beliebig gewählt werden, doch ist es vorteilhaft, die Summe der öffnungsquerschnitte klein zu halten. Das heißt, man wird - wenn die thermische Stabilität der Masse und der im Extruder mögliche Druckaufbau einen Spielraum für die Größe des gesamten Öffnungsquerschnitts zulassen - mit Vorteil näher an die untere als an die obere Grenze für den gesamten freien Querschnitt gehen. Das gleiche gilt auch für die einzelnen Öffnungen; es ist vorteilhafter, mit vielen relativ kleinen als mit wenigen relativ großen Öffnungen zu arbeiten. Die untere Grenze für die Größe der einzelnen Öffnung ist durch die rheologischen Eigenschaften der Masse, durch ihre thermische Stabilität und durch den zulässigen Druckverlust gegeben. In bezug auf die Form der Öffnungen ist man an bestimmte Querschnitte nicht gebunden, doch ist es aus Herstellungsgründen vorteilhaft runde oder spaltförmige Querschnitte zu wählen.
• Für jede Dimension der fertigen Hohlkörper und für jede Masse kann man durch Wechseln der Dornhalter das optimale Offnungsverhältnis errnitteln. Zur Beschränkung der Lagerhaltung an Extruderköpfen und!oder Domhaltem ist es von Vorteil, vor den öffnungen im Mantel des Dornhalters einen auswechselbaren Lochblech- oder Siebmantel anzuordnen. Auf diese Weise kann man für Hohlkörper gleichen Innenquerschnittes mit einem Dornhalter auskommen. Bei der Anwendung dieser speziellen Variante des Erfindungsgedankens ordnet man im Mantel des Dornhalters nur wenige, aber relativ große Öffnungen an und erreicht die Anpassung an die erforderliche Wandstärke oder die verwendete Masse einfach durch Einsetzen des entsprechenden Siebmantels oder Lochbleches 7. In den Fällen, in denen es unter Beibehaltung der Masserezeptur bzw. der Massequalität, z. B. der Kunststoffsorte, lediglich auf die Herstellung verschiedener Wandstärken ankommt, kann man den Dornhalter für die größte Wandstärke auslegen und durch Abdecken eines Teiles der Öffnungen mittels eines Vollmantelbleches an Stelle eines Sieb- oder Lochbleches die erforderliche Anpassung vornehmen.
• Gegenüber der bekannten Vorrichtung, bei welcher hinter dem Dornhalter mit Stegen ein sich drehender Siebkorb, durch den der Massestrom auf seinem Weg zur Düse zweifach umgelenkt wird, montiert ist, besitzt der erfindungsgemäß vorgeschlagene Extruderkopf den Vorteil der sehr einfachen Konstruktion. Außerdem sind keinerlei rotie- rende Teile erforderlich, so daß das Material auch nicht zusätzlich beansprucht wird. Ferner gibt es keine toten Winkel, in denen das Material zu lange liegenbleibt, so daß Abbau oder sogar Verbrennungen auftreten könnten. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß überhaupt die Entstehung von Fließmarkierungen vermieden wird, was immerhin zweckmäßiger ist, als solche Fließmarkierungen nach ihrer Entstehung durch intensives Mischen wieder zu beseitigen.
• Der Extruderkopf gemäß der Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß man durch den Boden des Dornhalters Stützluft, Blasluft oder erforderlichenfalls auch Energie oder einen Energieträger zuführen kann, ohne den Massestrom hinter dem Dornhalter zu durchbrechen, wenn man den Boden 2 des Domhalters mit einer Aussparung oder Bohrung 8 versieht, über die der Innenraum des Dornes 9 mit einer durch den Mantel des Dornhalters geführten Leitung 10 verbunden werden kann.
• Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen in beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt.
• Ab b. 1 und 2 zeigen Längsschnitte durch den Extruderkopf, A b b. 3 einen Querschnitt durch Mundstück und Dornhalter des Extruderkopfes.
• In der Ausführungsform nach Abt. 1 ist der Extruderkopf an dem Extrudergehäuse 11 mittels Schrauben 12 befestigt und mit diesem Gehäuse zentriert. Der Extruderkopf besteht aus dem Dornhalter 1, der als langgestreckter Hohlkörper ausgebildet und durch einen Boden 2 in der Längsrichtung einseitig verschlossen ist. Der Mantel des Dornhalters weist eine Vielzahl von Öffnungen 4 in Form von Bohrungen auf. Die Bohrungen sind radial zur Wand des Mundstückes 3 gerichtet, das auf dem Dornhalter befestigt und mit diesem zentriert ist.
• Die Bohrungen können auch aus der radialen zur tangentialen Richtung geneigt sein. Die Bohrungen verbinden den Innenraum 5 des Dornhalters mit dem von dem Mundstück 3 und dem Dorn 9 gebildeten Hohlraum 6.
• Die von der Schnecke 13 des Extruders geförderte Masse wird aus dem Innenraum 5 des Domhalters in Pfeilrichtung auf zweifach umgelenktem Wege durch die Bohrungen 4 in den Raum 6 gepreßt und zwischen dem Mundstück 3 und dem Dorn 9 zu einem Hohlprofil verformt. Bei der Herstellung dünnwandiger Profile kann das extrudierte Profil durch Einführen von Stützluft über Leitung 10 durch Bohrung 8 des Bodens 2 und Hohlschrauben 14 in das Innere des Profils in Form gehalten werden. A b b. 2 und 3 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der relativ weite Offnungen 4 im Mantel des Dornhalters vorgesehen sind und bei der zur Anpassung an wechselnde Produktion vor den Öffnungen ein Lochblechmantel 7 auswechselbar angeordnet ist.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Extruderkopf mit Dom, dadurch gekennzeichnet, daß der Dornhalter (1) als langgestreckter, durch einen Boden (2) einseitig in Richtung der Längsachse verschlossener Hohlkörper ausgebildet ist und im Mantel eine Vielzahl von senkrecht oder geneigt zur Mundstückswand (3) gerichteten Öffnungen (4) aufweist, die den Innenraum (5) des Dornhalters mit dem von dem Mundstück und dem Dorn gebildeten Hohlraum (6) auf zweifach umgelenktem Wege verbinden.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dornhalter als rotationssymmetrischer Hohlkörper ausgebildet ist und Öffnungen im Mantel aufweist, die radial oder geneigt zur Mundstückswand gerichtet sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen runde oder spaltförmige Querschnitte aufweisen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Öffnungen im Mantel des Dornhalters ein Lochblech- oder Siebmantel (7) angeordnet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Dornhalters eine Aussparung oder Bohrung (8) aufweist, über die der Innenraum des Dornes (9) mit einer durch den Mantel des Dornhalters geführten Leitung (10) verbunden ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1 146 718; USA.-Patentschrift Nr. 2 750 626.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1160167.