DE1207606B

DE1207606B - Vorrichtung zum Auspressen eines Schlauches unterschiedlicher Wandstaerke aus thermoplastischen Kunststoffen

Info

Publication number: DE1207606B
Application number: DER30869A
Authority: DE
Inventors: Norbert Hagen
Original assignee: Rastatter Kunststoffwerk G M B
Current assignee: Rastatter Kunststoffwerk G M B
Priority date: 1961-08-03
Filing date: 1961-08-03
Publication date: 1965-12-23
Also published as: US3209404A; GB935634A

Description

Vorrichtung zum Auspressen eines Schlauches unterschiedlicher Wandstärke aus thermoplastischen Kunststoffen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auspressen eines Schlauches unterschiedlicher Wandstärke aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere zum Herstellen eines Hohlkörpers nach dem Blasverfahren mit einer Strangpresse und einem Spritzkopf, aus dem das plastifizierte Material aus einer von einer äußeren Matrize und einem inneren Kern gebildeten ringförmigen Spritzdüse als Schlauch ausgespritzt wird.
Es ist bereits eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei welcher zur Beeinflussung der Wandstärke des Schlauches aus thermoplastischem Material der Kern der Spritzdüse, aus der der plastifizierte Schlauch heraustritt, in seiner Längsrichtung gegenüber der ihn umgebenden Matrize hin- und herbewegbar ist.
Dabei wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Kerns zur Matrize ein Schlauch mit dickerer oder dünnerer Wandstärke extrudiert. Diese bekannte Vorrichtung ermöglicht es also, während des Extrusionsvorganges die Wandstärke des Schlauches zu verändern. Gleichwohl haften ihr einige Nachteile an, die insbesondere darauf zurückzuführen sind, daß zur Erzielung des angestrebten Zwecks, also der Beeinflussung der Wandstärke des Schlauches, die beiden die Spritzdüse begrenzenden Teile, nämlich Kern und Matrize, gegeneinander verschoben werden müssen. Dadurch wird es unvermeidbar, daß unter bestimmten Arbeitsbedingungen, die durch die jeweils gewünschte Wandstärke des Schlauches gegeben sind, die unteren Begrenzungsflächen von Matrize und Kern sich nicht in der gleichen Höhe oder Ebene befinden. Das hat z. B. dann, wenn die untere Begrenzungsfläche des Kerns in einer Lage oberhalb der unteren Begrenzungsfläche der Matrize ist, wenn also der Kern in die Spritzdüse hinein etwas zurückgezogen ist, zur Folge, daß der Schlauch sich an seinem unteren Ende beim Austritt aus der Spritzdüse nach außen einrollt. Im umgekehrten Fall, wenn nämlich der Kern über die Matrize nach außen bzw. nach unten vorsteht, rollt sich der Schlauch nach innen ein. In beiden Fällen entsteht ein unbrauchbares Erzeugnis. Der Umstand, daß die unteren Begrenzungsflächen von Matrize und Kern sich im allgemeinen nicht in einer Ebene befinden, hat den weiteren Nachteil zufolge, daß, wenn der Schlauch durch ein unmittelbar unterseitig an der Spritzdüse entlanggleitendes Messer von dem in der Düse noch befindlichen Material abgetrennt wird, Störungen im Betriebsablauf eintreten können. Wenn der Kern während des Abtrennvorganges nach innen gegenüber der Matrize verschoben ist, wird der Abschneidvorgang im allgemeinen zur Folge haben, daß der nächstfolgende Schlauchabschnitt an seinem unteren Ende verschlossen ist. Außerdem ist die Wahrscheinlichkeit sehr groß, daß auch das obere Ende des abgetrennten Abschnittes nicht offen bleibt. Wenn andererseits der Kern über die Matrize nach außen vorsteht, ist ein Abschneiden in der unteren Begrenzungseebene der Matrize überhaupt nicht möglich.
Es ist weiterhin eine Vorrichtung zum Auspressen eines Schlauches aus thermoplastischem Material, der anschließend in einer Blasform aufgeweitet wird, bekannt, bei welcher zum Zweck der Herstellung eines Schlauches, bei dem Querschnitte von größerer Wandstärke mit Querschnitten von sehr geringer Wandstärke abwechseln, der Kern der Spritzdüse ebenfalls in seiner Längsrichtung gegenüber der Matrize hin- und herbewegbar ist. Hier sind die gleichen Nachteile vorhanden, die bereits im Zusammenhang mit der erstgenannten Vorveröffentlichung erörtert worden waren.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Auspressen eines Schlauches unterschiedlicher Wandstärke aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere zum Herstellen eines Hohlkörpers nach dem Blasverfahren, so auszubilden, daß einerseits die Möglichkeit besteht, die Wandstärke des zu extrudierenden Schlauches in der gewünschten Weise zu beeinflussen, wobei andererseits Matrize und Kern bezüglich ihrer unterseitigen Begrenzungsflächen in jedem Fall unter allen Betriebsbedingungen in einer Ebene bleiben. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Kern in an sich bekannter Weise feststehend angeordnet und in der Spritzdüse unmittelbar vor deren Austrittsöffnung eine Büchse bzw. Hülse in engem Kontakt mit dem Kern bzw. der Matrize in und entgegen der Ausspritzrichtung hin- und herverschiebbar angeordnet ist. Die Beeinflussung der Wandstärke erfolgt also bei Anwendung des Vorschlages gemäß der Erfindung nicht durch eine Relatiwerschiebung zwischen Kern und Matrize. Vielmehr ist ein drittes Teil, nämlich die vorerwähnte Büchse bzw. Hülse eingeschaltet, deren jeweilige Lage die die Wandstärke des Schlauches beeinflussende Größe des Ringspaltes der Spritzdüse festlegt.
Die unteren Begrenzungsflächen von Matrize und Kern können also ohne weiteres während des gesamten Betriebsablaufes in einer Ebene, also in einer Höhenlage bleiben. Dabei ist die Anordnung vorteilhaft so getroffen, daß die Büchse bzw. Hülse in ihrer der Austrittsöffnung zugekehrten Endlage nicht über diese nach außen hinausragend angeordnet ist.
Zur Erzielung möglichst günstiger Strömungsverhältnisse in der Spritzdüse ist es darüber hinaus zweckmäßig, Hülse oder Büchse wenigstens an ihrem der Austrittsöffnung zugekehrten Ende konisch zulaufend auszubilden.
Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß die am Kern geführte Hülse über eine im Kern in seiner Längsrichtung hindurchgehende Stange bewegbar sein kann, wobei die Hülse und die Stange über einen in dem der Austrittsöffnung zugekehrten zylindrischen Kernteil angeordneten und innerhalb unter einer dem Ausmaß der Bewegung entsprechend bemessenen Öffnung in der Wandung des Kerns bewegbaren Querkeil verbunden sind. Die Stange kann dabei in einem Hohlzylinder geführt sein, über den der untere Kernteil an dem darüber befindlichen torpedoartigen Kernteil gehalten ist.
Zweckmäßig ist die Hülse über an dem nach oben aus dem Spritzkopf herausragenden Teil der Stange angreifenden Hebel mittels hydraulischem oder pneumatischem Zylinder bzw. Kurven steuerbar. Die Stange kann an ihrem der Austrittsöffnung zugekehrten Ende außenseitig mit in Längsrichtung verlaufenden Nuten versehen sein, durch die etwaiges zwischen Büchse und Kern bzw. Kern und Stange eingedrungenes Material vorzugsweise entgegen der Durchströmrichtung in irgendeinen freien Raum entweichen kann.
Wenn die Büchse an der Matrize anliegt und an dieser geführt ist, kann es vorteilhaft sein, die Anordnung so zu treffen, daß die Büchse über einen eine Durchbrechung der Matrize bzw. des Matrizenhalteringes durchgreifenden und an ihr angreifenden Hebel mittels Zylinder bzw. Kurven steuerbar ist.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Spritzkopf, F i g. 2 die dazugehörige Draufsicht, F i g. 3 und 4 jeweils einen Anschnitt aus derDarstellung gemäß F i g. 1 in größerem Maßstabe in zwei verschiedenen Betriebslagen, F i g. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel im Längsschnitt durch die Spritzdüse, bei welchem das die Wandstärke des Schlauches steuernde Teil an der Matrize anliegend geführt ist.
Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 zeigt eine Schneckenpresse 10, die in einen Spritzkopf 11 mündet. Das aus der Schneckenpresse 10 in Richtung des Pfeilesl2 ankommende Material wird etwa bei 13 umgelenkt und durchfließt den Spritzkopf 11 in Richtung der Pfeile 14 nach unten. Der Spritzkopf 11 besteht aus einem Gehäuse 15, in dem unter Belassung eines Ringraumes 16 ein torpedoartiger Kernteil 17 angeordnet ist, der an seinem unteren Ende in dem eigentlichen Kernl8 übergeht. Dieser Kern 18 bildet zusammen mit einer Matrize 19 die eigentliche Spritzdüse 20, deren Austrittsöffnung 21 ins Freie mündet. Die Halterung der Matrize 19 erfolgt über einen Matrizenhaltering 22, der in das Gehäuse 15 eingeschraubt ist.
Der eigentliche Kern 18 wird durch einen Hohlzylinder 23 gehalten, der den Kernteil 17 der Länge nach durchsetzt und am oberen Ende des Spritzkopfes 11 außenseitig über einen Sechskant 24 od. dgl. gesichert ist. Der Sechskant 24 ist mit dem Hohlzylinder 23 aus einem Stück gefertigt, so daß durch Drehen des Sechskants 24 die Höhenlage des Kerns 18 einreguliert werden kann. Kern 18 und Hohlzylinder23 sind über ein Gewinde25 miteinander verschraubt.
Im Hohlzylinder 23 ist eine Stange 26 in Längsrichtung des Spritzkopfes 11 hin- und herverschiebbar angeordnet. Diese Stange 26 trägt an ihrem unteren Ende eine Hülse 27, die den zylindrischen Kernteil 18 a des Kerns 18 eng umfassend an diesem geführt ist. Über einen Querkeil 28, der die Wandung des Kernsl8 bzw. Kernteilesl8a quer durchsetzt, ist die Hülse 27 mit der Stange 26 verbunden. Das heißt, daß bei einer Aufundabbewgung der Stange 26 die Hülse 27 diese Bewegung mitmacht. Zu diesem Zweck ist die Öffnung 29 in der Wandung des Kernteiles 18 a, durch die der Querkeil 28 hindurchgreift, entsprechend groß bemessen. Das heißt, die Länge der Weges, um den die Hülse 27 in einer Richtung bewegt werden kann, entspricht der Länge der um die Breite des Querkeils 28 verringerten Öffnung 29.
Die Steuerung der Stange 26 erfolgt durch einen in einem Zylinder 30a geführten Kolben, dessen Stange 30 an einem Hebel 31 angreift. Dieser ist bei 32 gelagert und bei 33 mit einem Kreuzkopf 34 verbunden, der am oberen, außerhalb des Spritzkopfes befindlichen Ende der Stange 26 angebracht ist.
Die Fig. 3 und 4 lassen die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung erkennen. In Fig. 3 ist die an ihrem oberen und unteren Ende konisch zulaufende Hülse 27 in ihrer unteren Endlage dargestellt. In dieser Lage wird unter den gegebenen Umständen der Schlauch mit der dünnstmöglichen Wandstärke ausgespritzt. Soll die Wandstärke vergrößert werden, wird die Hülse 27 nach oben gezogen, gegebenenfalls bis in die in F i g. 4 der Zeichnung dargestellte obere Endlage. Dabei würde der auszupressende Schlauch seine größte Wandstärke aufweisen. Es liegt auf der Hand, daß zwischen den beiden in F i g. 3 und 4 der Zeichnung dargestellten Endlagen eine Vielzahl von Zwischenlagen denkbar ist, so daß praktisch jede gewünschteWandstärke des Schlauches einstellbar ist. Es bereitet auch keine Schwierigkeiten, während des Ausspritzens eines Schlauchabschnittes die Hülse 27 mehrere Bewegungen nach oben und unten hintereinander durchführen zu lassen. Die Folge wäre, daß ein Schlauch mit entsprechend ausgebildeter Wandung hergestellt werden würde. Es ist auf diese Art und Weise möglich, z. B. ein Fertigprodukt für eine Flasche herzustellen, deren Wandung in Längsrichtung der Flasche abwechselnd stärkere und dünnere Bereiche aufweist.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, bei Hohlkörpern, deren Durchmesser über ihre Länge in erheblichem Umfang wächst, die Wandstärke gleichmäßig zu halten. Genauso gut kann bei vertikaler Schlauchausspritzung dafür Sorge getragen werden, daß der an der Spritzdüse hängende Schlauch, der nach Erreichen der erforderlichen Länge von der Blasform aufgenommen wird, über seine gesamte Länge eine gleichmäßige Wandstärke aufweist. Dazu wäre es erforderlich, während des Ausspritzvorganges die Hülse 27 langsam nach oben zu ziehen, so daß das zuerst austretende untere Ende des Schlauches am dünnsten, die darüber befindlichen Bereiche dagegen dicker wären. Während des Auspreßvorganges fließt ein Teil des Materiales innerhalb des Schlauches nach unten, wodurch im Ergebnis die hinsichtlich der Wandstärke ursprünglich vorhandenen Unterschiede ausgeglichen werden und ein Schlauchabschnitt gleichmäßiger Wandstärke entsteht. Gegebenenfalls wäre kurz vor Ende des Ausspritzvorganges die Hülse 27 zur Erzielung einer dünneren Schlauchwandung wieder nach unten zu fahren, da unter Umständen das zuletzt ausgespritzte Material keine Zeit mehr hat, nach unten abzufließen. Derartige Steuerungsvorgänge hängen von den jeweils gegebenen Umständen ab. Sie sind für jeden Fachmann ohne weiteres einstell- und durchführbar.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 und 4 ist der untere Abschnitt 26a der Stange 26 mit in Längsrichtung verlaufenden Nuten versehen. Durch diese Nuten soll eventuell zwischen Hülse 27 und Kernteil 18 a eindringendes Material nach oben oder unten in die dort vorhandenen Hohlräume 42 bzw.
43 abgeführt werden. Dadurch wird eine absolute Betriebssicherheit der Vorrichtung gemäß der Erfindung gewährleistet, da eine Blockierung bzw. eine Erschwerung der Verschiebbarkeit der Hülse 27 gegenüber dem Kernteil 18 a durch eingetretenes Kunststoffmaterial nicht möglich ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 der Zeichnung ist die Anordnung so getroffen, daß die den Spalt zwischen Matrize 40 und Kern 44 steuernde Büchse 41 an der Matrize 40 eng anliegend geführt und ebenfalls in Richtung der Pfeile 45 bzw.
45' verschiebbar ist. Die Steuerung der Büchse 41 erfolgt dabei über einen Hebel 35, der durch eine Durchbrechung 36 in der Matrize 40 an der Büchse 41 angreift. Normalerweise wird es möglich sein, den Hebel 35, der z. B. bei 37 gelagert sein kann, nur einseitig an der Büchse 41, z. B. bei 41 a, angreifen zu lassen. Durch das in Richtung des Pfeiles 38 durch den Ringraum 39 strömende Material wird auf jeden Fall die Büchse 41 nach unten verschoben, falls die Stellung des Hebels 35 dies erlaubt.
Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit sogenannten Profilmatrizen zu verwenden. Diese bewirken, daß der ausgespritzte Schlauch über seinen Umfang unterschiedliche Wandstärken aufweist. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung läßt sich auch so einstellen, daß z. B. der Abschnitt des Schlauches, aus dem in der Blasform der Hals einer herzustellenden Flasche gefertigt wird, eine besonders starkeWandstärke aufweist. Auch lassen sich auf diese Weise die Boden-oder Schulterränder einer Flasche oder eines sonstigen Hohlkörpers verstärken.
Der Vollständigkeit halber sei noch angeführt, daß über Muttern 46, die den Kreuzkopf 34 auf der Stange 26 halten, die Hülse 27 gegenüber dem Kernteil 18 a bezüglich ihrer Höhenlage verstellt werden kann. Es ist also möglich, die Ausgangslage der Hülse 27 so zu wählen, daß sie sich oberhalb der in F i g. 3 gezeigten Lage befindet.
Insgesamt läßt sich sagen, daß die neue Vorrichtung zur Erzielung des gewünschten Effektes praktisch unbegrenzt anwendbar ist. Die Steuerung der Hülse 27 bzw. Büchse 41 kann über Zeituhren, in Abhängigkeit von der Schlauchausspritzung oder sonst auf geeignete Weise erfolgen.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Auspressen eines Schlauches unterschiedlicher Wandstärke aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere zum Herstellen eines Hohlkörpers nach dem Blasverfahren mit einer Strangpresse und einem Spritzkopf, aus dem das plastifizierte Material aus einer von einer äußeren Matrize und einem inneren Kern gebildeten ringförmigen Spritzdüse als Schlauch ausgespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (18) in an sich bekannter Weise feststehend angeordnet und in der Spritzdüse (20) unmittelbar vor deren Austrittsöffnung (21) eine Büchse (41) bzw. Hülse (27) in engem Kontakt mit dem Kern (18) bzw. Matrize (40) in und entgegen der Ausspritzrichtung (Pfeile 14, 38) hin- und herverschiebbar angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (41) bzw. Hülse (27) in ihrer der Austrittsöffnung (21) zugekehrten Endlage nicht über diese nach außen hinausragend angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (27) oder Büchse (41) wenigstens an ihrem der Austrittsöffnung (21) zugekehrten Ende konisch zulaufend ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die am Kern (18) geführte Hülse (27) über eine im Kern (18) in seiner Längsrichtung hindurchgehende Stange (26) bewegbar ist, wobei die Hülse (27) und die Stange (26) über einen in dem der Austrittsöffnung (21) zugekehrten zylindrischen Kernteil (18a) angeordneten und innerhalb einer dem Ausmaß der Bewegung entsprechend bemessenen Öffnung (29) in der Wandung des Kerns (18) bewegbaren Querkeil (28) verbunden sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (26) in einem Hohlzylinder (23) geführt ist, über den der Kernteil (18a) an dem torpedoartigen Kernteil (17) gehalten ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (27) über an dem nach oben aus dem Spritzkopf (11) herausragenden Teil der Stange (26) angreifenden Hebel (31) mittels hydraulischem oder pneumatischem Zylinder (30 a) bzw. Kurven steuerbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (26) an ihrem der Austrittsöffnung (21) zugekehrten Ende außenseitig mit in Längsrichtung verlaufenden Nuten versehen ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (41) über einen eine Durchbrechung (36) der Matrize (40) bzw. des Matrizenhalte- ringes durchgreifenden und an ihr angreifenden Hebel (35) mittels Zylinder bzw. Kurven steuerbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 938 878; britische Patentschrift Nr. 744895.