DE1779330C3 - Strangpreßeinrichtung zum Herstellen von Netzen oder Wabenkörpern aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Eungswärme für einwand^gw.nschaft.icher Fert,-daß die frisch ausge-

ib Ämiadhäsive Beschickungen bringen oft kernen

Die Erfindung beiiilh eine Siiangprcßeinrichtung um ΗγιληΊΚ:μ von Netzen oder Wabenköi pern aus leicht zu Störungen und hohem Verschieß

Solche bekannte Vorrichtungen sind ζ B. in der frwösischen Patentschrift 12 96 965 und in der deuScn Patentschrift 11 95 476 beschrieben Wurde man um ein Anhaften vermeiden zu wollen die Senk und Druckglieder laufend kühlen so ergaben Sch Abschreckwirkungen im Schweißnahtbere.ch der Kunsisttränge mit erheblichen Nachteilen fur das SchweißeefügeunddieNahtfestigkeit.

Auf anderen Gebieten der Kunststoff.echnik benutz» man d?e nur verhältnismäßig langsam fr -zusetzende Ssche Kraftwirkung von Preßluft in nuh außen zur AwSiare völlig abgeschlossenen Hohlräumen um KunSf-Hohlkörper unter Veränderung ihrer Gcstil" und Wanddicke ballonartig aufzublasen. Wahrend die'es Verformungsvorganges erfährt der thermoplast,-Se Kunststoff eine Umwandlung in e.nen ur die Schweißbarkeit nachteiligen anisotropen Gefugezustand Derartige Hohlkörperblasverfahren sind fur die HeSeUung von Netzen oder Wabenkörpern nicht ^brB^Ueiweiteren bekannten Einrichtungen zur Fertigung von Schlauchnetzen ist die Geometrie der Erzeugnisse urne schiedlich, weshalb sie für viele AnwendungsfaHe St in Frage kommen. Die Einrichtungen enthalten bewegbare Düsenscheiben mit Düsenkanälen mit ihren Sungs-, Verschleiß- und Antriebsproblemen. Hierzu g horen⁸die Gegenstände der deutschen Auricgcschr, fen Π 24 230 und 11 29 277 mit übereinander in zwei verschiedenen Flächen liegenden Einzels«,-üngen oder der deutschen Patentschrift 12 04 391 mit je Strang SLr bewegbaren Einzcldüse sowie der l'a™hcn Patentschrift 13 03 014 mit axial schwingender Massestrangdü« für die Fertigung von Schla.ichnet/cn mn rechtwinkligen Maschenstrukturen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. 11 das HerMcllen von ebenen oder schlauchförmigen Nclz.cn

orier Wabenkörpern mil nebeneinanderliegenden Einzelsträngen Kompliziertheit, Störungsanfälligkeit und Verschleiß der bekannten Strangpreßeinriciitungen zu vermeiden und einen wirtschaftlicheren Betrieb mit größerer Fertigungsgeschwindigkeit bu höherer Er-Zeugnisqualität zu erreichen; das bedeutet eine solche Einrichtung zu entwickeln, bei der keine bewegbaren, die Stränge berührenden Verlege-Glieder mehr notwendig sind.

Die Lösung dieser Aulgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Verlegeeinrichtung aus Druckmittelkanälen besteht, die zu zwei oder mehreren Gruppen zusammengefaßt abwechselnd mit unterschiedlich hohem Druck beaufschlagbar sind und in feststehenden oder bewegbaren Mündungen innerhalb eines der Düsenscheibe nachgeordneten Druckschweißbereichs enden.

Als Druckmittel wird ein Gas, ein Dampf, eine Flüssigkeit, ein Granulat oder eine expandable Schaumstoffmasse in kaltem oder warmem Zustand verwendet.

Um die Kraftwirkung auf die frisch aus den Düsenkanälen ausgepreßten Kunststoffstränge zu vergrößern und um die Genauigkeit der geometrischen Gestalt der herzustellenden Netze und Wabenkörper zu verbessern, ist gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung der Druckschweißbereich als Druckschweißkammer ausgebildet.

Aus den gleichen Gründen ist es günstig, wenn d^;e Druckmittelkanäle und/oder deren Mündungen unmittelbar auf die austretenden Stränge gerichtet sind. Dadurch kann der Inhalt des Sruckmittelstrahls an dynamischer Energie als Stoßkraft im zur äußeren Atmosphäre hin offenein Raum zwischen den Kunststoffsträngen voll und schnell freigesetzt werden.

Eine zweckmäßige Führung und Steuerung des Druckmittels ergibt sich, wenn die Gruppen der Druckmittelkanäle an zwei verschiedene Verteilerkanäle angeschlossen sind, die über Ventile in steuerbarem Wechseltakt mit einer Druckmittclquelle verbindbar sind.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Gedanken der Erfindung ist es für die Fertigung von sehr engmaschinen Netzen oder Wabenkörpern aus zähen Kunststoffen von Nutzen, wenn kurz vor oder während der Druckmittelstrahleiiiwirkung die Stränge an dtn Düsenmündungen etwas auseinanderlaufen, damit eine ausreichende Angriffsfläche geschaffen wird. Das kann dcdurch erreicht werden, daß in oder vor den Düsenkanälen zusätzlich zu der Verlegeeinrichtung Wälzkörper zur Erzeugung periodischer Druckwellen im thermoplastischen Kunststoff angeordnet sind. Die rollend angetriebenen Wälzkörper, z. B. Kugeln, öffnen und schließen jeweils die Düsenkanal-Eintrittsquerschnitte in Richtung quer zur Düsenkanalachse erst an einer Seite und dann an der anderen Seite.

Alternativ können zum gleichen Zweck in oder vor den Düsenkanälen zusätzlich zur Verlegeeinrichtung nadelartige Verdrängerkörper zur Erzeugung periodischer Druckwellen im thermoplastischen Kunststoff schwingend antreibbar sein.

Einige Kunststoffe erfordern, daß die Schweißstellen noch eine kurze Zeil lang bis zu einem bestimmten Abkiihliingsgrad unter Nachdruck gehalten werden. Dazu wird vorgeschlagen, daß die bewegbaren Mündungen aus feststehenden l.üngsschlit/.cn in einer oder fts beiden Wänden der Driicksehweißkammer und dnranliegcnden einer /ur Slrangprcf.lrichtiing bewegbaren Si-liräiKicIilii/en in der Wainl eines oder mehrere;' der Druckmittelkanäle gebildet sind. Die Zahl der Längsschlitze entspricht vorzugsweise der vollen und die Zah] der Schrägschlitze der halben Anzahl der Düsenkanäle.

Die mit dieser Strangpreßeinrichtung erreichten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Herstellung der Netze und Wabenkörper wesentlich wirtschaftlicher und einfacher möglich ist, weil Dichtungs-, Verschleiß- und Antriebsprobleme nicht mehr auftreten können. Bewegbare Teile sind entbehrlich oder führen in Sonderfällen nur einfache Bewegungen (Rotation. Schwingung) aus unter geringen Belastungen. Das als Druckmittel gewählte Medium Luft oder Flüssigkeit ist sehr trägheitsarm. Da sich der Druck mit Schallgeschwindigkeit fortpflanzt, lassen sich hohe Fertigungsgeschwindigkeiten bei guter Gleichmäßigkeit der geometrischen Gestalt erzielen. Auch wegen der Möglichkeit, das Druckmittel zur Ausbildung eines optimalen Schweißgefüges zu erwärmen und als Schutzgas wirken zu lassen, erreicht die Schweißnahtqualität den Faktor 1. Das bedeutet gleiche Festigkeit von Naht und Einzelstrang.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eiren Schnitt nach der Linie ,4-ßder Fig. 2, längs der Mittellinie eines Strangpreßkopfes zum Herstellen von Schlauchnetzen oder zylindrischen Wabenkörpern, wobei der Schnitt rechts von der Mittellinie durch einen Düsenkanal und links von der Mittellinie durch einen Druckmittelkanal einer ersten Blasgruppe gelegt ist.

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie E-F der F i g. 1 durch die Druckschweißkammer, das ist eine Ansicht von unten gegen die Austrittsseite des Strangpreßkopfcs nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt nach der Linie C-D der F i g. 2, der durch einen Druckmittelkanal einer zweiten Blasgruppe gelegt ist,

Fig.4 die Abwicklung eines kreisbogenförmigen Teilschnittes nach der Linie G-H der Fig. 2 längs des Teilkreises durch die Düsen- und Druckmittelkanäle. mit der Darstellung einer Schweißphase,

F i g. 5 wie F i g. 4, jedoch mit der Darstellung einer anderen, um eine halbe Taktlänge versetzten Schweißphase,

Fig.6 eine Variante der Einzelheit X der Fig. 1, wobei das Druckmittel nicht wie in F i g. 1 durch die Düsenscheibe, sondern etwa radial durch die Druckschweißkammerwände zugeführt wird,

Fig. 7 wie Fig.4, jedoch mit einer weiteren Abwandlung der Druckmittelzufuhr über feststehende oder bewegbare Röhrchen,

Fig.8 wie Fig.4, jedoch mit der Möglichkeit zur Bildung der Schweißstellen innerhalb der Düsenscheibe,

Fig.9 wie Fig.4, jedoch mit anderem Steuerprogramm und Netzmuster sowie anderer Ausbildung der Düsenkanäle,

Fig. 10 wie die Fig.4 und 9, jedoch mit einer weiteren Änderung des Netzmusters,

Fi g. 11 eine Ansicht senkrecht auf die Fläche eines ebenen netz- oder wabcnförmigen Körpers mit Sehaumstoffbcnet/.ung,

Fig. 12 einen Querschnitt nach der Linie J-K der Fig. 11,

Fig. 14 Schnitt wie Fi g. 4, jedoch mit der Wiedergabe einer Rollkugel-Milfsstcucrung für das Herstellen sehr engmaschiger Netze,

F ig. 15 den Teilschnitt durch die Dnicksehweißkammer h/w. die Ansicht von unten vor den Gegenstand der

Fig. 14, entsprechend einem Ausschnill aus einem Teil der Fig. 2 bzw.6.

Fig. 18 einen der Fig. 14 entsprechenden Schnitt, jedoch milder Darstellung eines weiteren Hilfssleuersystems mit Schwingnadeln,

Fig. 19 die Ansicht vor Fig. 18. entsprechend Fig. 15,

Fig. 22 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 1 durch den Strangpreßkopl' und eine Expansionsreckkammer,

Fig. 23 einen Längsschnitt durch einen Strangpreßkopf, welcher der Fig. 1 entspricht, wobei jedoch die Druckschweißkammer erweitert ist zu einer Nachdruckkammer mit Druckmittelkanalmündungen, die sich mit den Netzmaschen bewegen,

F i g. 24 eine der F i g. 2 entsprechende Ansicht von unten gegen den Strangpreßkopf nach Fig. 23, d.h. Schnitt nach der Linie N-Odcr F i g. 23,

Fig. 25 die Abwicklung eines Tcilschnittcs gemäß der Linie L-M der F i g. 24. längs des Teilkreises durch die Düsenkanäle, mit einer Ansicht auf einen geschlitzten Druckschweißkammer-Innenring und einen Blendenkammer-Außenring,

Fig. 26 wie Fig. 25, jedoch mit einer Abwandlung der Gestalt der Schlitze in den Ringen zur Zwischenentspannung des Druckmittels,

F i g. 27 wie F i g. 23. jedoch mit einer kegeligen Abwandlung der Druckschweiß- und Nachdruckkammer.

Die wesentlichen Teile der Einrichtung zum Herstellen von Schlauchnetzen sind nach den Fig. 1 bis 5 an einem durch Heizkörper 2 und eine Kühleinrichtung 3 tcniperierbaren Strangpreßkopfgehäuse I angebracht. Ein Leitdorn 4 ist innen an einer Düsenscheibe 5 oder über Stege am Strangpreßkopfgehäuse 1 befestigt. Plastifizierter Kunststoff 6, z. B. Polyäthylen, kann unter dem Förderdruck einer Schneckenpresse 7 durch einen Einlaß 8 in einen im Querschnitt kreisförmigen Sammelraum 9 gelangen und in mehreren parallelen Einzelsträngen 10, hier mit kreisförmigem Querschnitt, durch Düsenkanäle 11, die auf einem Teilkreis in der feststehenden Düsenscheibe 5 nebeneinander mit gerader Anzahl angeordnet sind, in eine im Querschnitt ringförmige Druckschweißkammer 12 ausströmen. Diese ist zum Austrittsende hin offen, d. h. mit der freien Atmosphäre verbunden.

Im Bereich zwischen je zwei Mündungen der Düsenkanäle 11 mit rundem (oder auch anderem) Querschnitt befinden sich verzweigte, diffusorartig erweiterte oder einfache Mündungen 13, 17 von Druckmittelkanälen 14, 18 für ein Druckmittel 15, hier Preßluft Sie sind zweckmäßigerweise in auseinander laufenden Zweigen direkt stuf die beidseitig extrudieren Einzelstränge 10 gerichtet. Diese Druckmittelkanäle 14, 18 sind in zwei Blasgruppen aufgeteilt derart daß im Betrieb abwechselnd jeweils ein Druckmittelkanal 14 sowie seine Mündung 13 mit einem Verteilerkanel 16 und der benachbarte Druckmittelkanal 18 sowie seine Mündung 17 mit einem zweiten, von dem ersten getrennten Verteilerkanal 19 verbunden ist Die Preßluftzufuhr von einer Druckmittelquelle 20 zu den zwei Verteilerkanälen 16 und 19 kann durch Ventile 21 und 22 im Wechseltakt gesteuert werden. Ein gebräuchliches 4/2-Wegeventil mit Elektromagnetbetätigung und Rückstellfeder mit Entlüftung auf »Tank« bzw. Vakuumanschluß an »Tank« ist hierzu gut geeignet.

Die den Düsenkanälen 111 nachgeordneten Wände 23 und 24 der Druckschweißkammer 12 bestehen beispielsweise aus zwei direkt an der Düsenscheibc 5 mit Flanschen unter Zwischenlage van Wärmeisolierscheiben 27 befestigten koaxialen Ringen. Die Kammerinnenwände können zur Verringerung der Reibung gekühlt und mit Polytetrafluoräthylen beschichtet sein. Auch ohne die DruckschweiOkammer 12 ist eine Verschweißung möglich, jedoch ergeben sich bei einigen Kunststoffen schwächen: Verbindungen 26 bei unsauberer Netzgeometrie, oder es sind höhere Drücke

ίο des Druckmittels 15 erforderlich.

Durch einen verstellbaren zweiteiligen Bremsring 28 und 29, der in Austrittsrichlung folgt, kann ein Rückstau auf die durch die Blaskraft noch unterstützte Netzaustrittsbewegung und eine Entlastung der im Austritlsbereich noch weichen Maschenstmktur von der Abzugsbzw. Reckkraft eingestellt werden. Dieser Rückstau ist bei einigen Kunststoffen vorteilhaft zum Schweißen im isotropen, gequollenen Zustand. Über eine Spreizscheibe 30, die mittels einer Stange 31 am Strangpreßkopfgehause 1 einstellbar befestigt ist, läßt sich anschließend der durch die Kühleinrichtung 3 auf optimale Recktemperatur gebrachte Netzschlauch recken.

Sind die zu fertigenden Netze so engmaschig, daß in der Düsenscheibe 5 zwischen den Düsenkanälen 11 kein ausreichender Raum für die Drjckmittelkanäle 14, 18 mehr vorhanden ist, oder soll das Druckmittel 15 auf seinem Wege zur Druckschweißkammer 12 keine Wärme aufnehmen, dann empfiehlt sich eine radiale Druckmittelzugabe, etwa durch die Wände 23 und 24 der Druckschweißkammer gemiiß F i g. 6 als Variante der Einzelheit im Bereich Xder Fig. 1. Entsprechend den Verteilerkanälen 16 und 19 der F i g. 1 in der Düsenscheibe 5 liegen hier die Verteilerkanäle 16' und 19' am Innen- und Außenumfaig der Druckschweißkammer 12. Von dort zweigen die Druckmittelkanäle 14' und 18' ab und enden jeweils zwischen den Düsenkanälen 11 in Mündungen 13' und 17' in der Druckmittelschweißkammer 12.

Die Beschickung des inneren Verteilerkanals 16' wie auch gegebenenfalls die Stromversorgung von elektrischen Heizpatronen im Innern des Leitdornes 4 (vgl. Fig. 1) kann von außen durch das Strangpreßkopfgehäuse 1 über diese und den Leitdorn 4 verbindende, den Kunststoffstrom etwa im Sammelraum 9 durchquerende hohle Stege geschehen.

Nach dem Vorschlag der F i \\. 7, einem Schnitt nach der Linie G-H der Fig. 1 mit einer Abwandlung der Fig.4, können die Druckmittelkanäle 14' und 18' auch als Röhrchen 14" und 18" ausgebildet sein. Schließlich ist in Fig. 8 eine Düsenkanalführung dargestellt bei der die Netz-Schweißverbindungen noch innerhalb der Düsenscheibe 5 gebildet werdea

Der Vorgang des periodischen Verschweißens der ausgepreßten Einzelstränge 10 zu einem netz- oder wabenartigen Schlauch mittels Preßluft läuft wie folgt ab. Zu Beginn treten achsparallele Einzelstränge 10 aus den Düsenkanälen 11 aus. Einer der beiden Verteilerkanäle 16 wird dann durch rasches öffnen des zugehörigen Ventils 21 mit der Druckmittelq jelle 20 verbunden. Die Preßluft strömt sofort in den Verteilerkanal 16 und verteilt sich von dort in die damit verbundene Blasgruppe I der Druckmitte&anäle 14, nimmt hier gegebenenfalls weitere Wärme auf, tritt als freier Strahl stoßartig aus deren Mündungen 13 zwischen jedem zweiten Paar von Emzelsträngen 10 aus und trifft einseitig gegen die einander zugewandten Flächen je zweier benachbarter Einzelstränge 10.

Diese bewegen sich mit hoher Geschwindigkeit

voneinander weg auf die jeweils anderssciiigen benachbarten Ein/.elstränge 10 zu, treffen mit ihnen zusammen und werden im noch erzeugungswarmen Zustand miteinander fest verschweißt. In Abhängigkeit von der eingestellten Preßluftkraft verformen sich dabei 5 die Strangqucrschnittc. Sie können aber auch in der Schweißnaht voll erhalten bleiben. Während und bevor die Maschenzellcn des entstehenden Netzes aus der Druckschweißkammer 12 austreten, entweicht die Preßluft ins Freie oder wird aufgefangen und dem Kreislauf wieder zugeführt.

Bei manchen schwer schweißbaren Kunststoffen gelingt die Verarbeitung erst, wenn an Stelle von Preßluft als Druckmittel ein Schutzgas in der Druckschweißkammer 12 angewandt wird.

Nachdem diese erste Phase der Strukturbildung mit dem Schließen des Ventils 21 beendet ist, oder auch schon überschneidend etwas früher beginnend, wird entsprechend mit der zweiten parallelen Blasgruppe der Druckmittelkanäle 18 verfahren, mit andersseitiger Strangauslenkung und Verschweißung. Dieser von den Steuerimpulsen an den Ventilen 21 und 22 ausgelöste Taktablauf wiederholt sich nun fortwährend. Es entsteht dabei jeweils eine zusammenhängende Schlauchnetzcinheit mit zwei, den Blasgruppen 1. Il entsprechenden und gemäß der Folge der Preßluftstöße jeweils um etwa eine halbe Maschenlänge bzw. -breite zueinander versetzten Gruppen von Maschen 25 und Verbindungen 26.

Während der Weiterbewegung, falls erforderlich durch den Spalt des Bremsrings 28, 29 und über die im Durchmesser dem gewünschten Querreekverhältnis angepaßte Spreizscheibe 30 erfolgt die eigentliche Längs- und Querreckung, d. h. Maschenerweiterung, Strangquerschnittsverringerung und damit Verfestigung. Auch bei dieser Spreizscheibe 30 und in anderen Rereichen lassen sich nach verfahrenstechnischen Erfordernissen Temperierungen vornehmen.

Die Strangpreßeinrichtung läßt sich vielfältig abwandeln und ausgestalten und für die Herstellung von /ahlreichen ähnlichen Gegenständen anwenden, wie etwa ebenen Netzen. Gitter-Kernstrukturen mit wellen- oder zickzackförmigen hochkantigen Bandstreifen als F.inzelstränge 10 in Fig. 11, für Leichtbau-Verbundplatten, auch von biegefesten Blendscrutz-Gitterplatten, Filtern und Filterauflagen, Fußmatten, Kühlturm-Tropfrosten, Fußbodenbelägen, Platten für Lichtrasterdecken oder Gleichrichtersieben für Luftkanäle.

Die Geometrie der Struktur kann zudem variiert werden, z. B. in der Weise, daß geradebleibende. gleichzeitig mitextrudierbare Längsstränge als Einzel stränge 10 in den F i g. 9 und 10, die sich besonders für die Aufnahme von in Auspreßrichtung wirkenden Zugkräften eignen — ähnlich dem Aufbau bei Gitterrosten — zwischen den gewellten Strängen, oder aber daß mehr als zwei Blasgruppen von Druckmittelkanälen 14, 18 vorgesehen werden. Strangquerschnitt und Wellmustergeometrie sind auch durch das Steuerungsprogramm leicht beeinflußbar.

In dem in F i g. 9 gezeigten Muster sind Längsfäden oder hochkantgestellte Längsstreifen als Einzelstränge 10 durch gegensinnig zickzackförmtg laufende Fäden oder Streifen zu einer runden Rohrstruktur, etwa zur Isolierung für Hochfrequenzkabel oder zu einer ebenen Platteneinheit verbunden. Es ist günstig, wenn die längeren Zickzackelemente mit größerer Geschwindigkeit aus ihren Düsehkanälen 11 austreten als die Längselemente. Das ist durch Qtierschnittsunterschiede der Düsenkanäle 11 oder Drosselung des Kunstsloffslromcs, z. B. durch Längenunterschiede der Düsenkanäle wie in der Fig.9 zu erkennen, bzw. eine rauhere Oberfläche der Düsenkanäle 11 für die Längselementc erziclbar.

Die Aufteilung der Mündungen unterscheidet sich von der der Fig. 1 bis 5. Die Reihenfolge auf dem Teilkreis lautet hier: Düsenkanal 11, Mündung 13 der Blasgruppe I, Düsenkanal 11, Mündung 17 der Blasgruppe II. Düsenkanal 11. Mündung 17 der Blasgruppe II, Düsenkanal 11, Mündung 13 der Gruppe I usw. Beim Muster nach Fig. 10 ist die Reihenfolge gleich der gemäß Fig. 2: Düsenkanal 11, Mündung 13 der Blasgruppe 1. Düsenkanal 11. Mündung 17 der Blasgruppe Il usw. Die Abzugskraft hält die Längselemente gegen die Blaskraft gerade gestreckt.

Die Einzelstränge 10 können rohrförmig sein, voll aus Schaumstoff bestehen oder eine solche Füllung haben, wie überhaupt als Werkstoff jeder schweiß- oder klcbbare thermoplastische Kunststoff in Frage kommt. Jedoch auch mehrfarbige, ebenso mehrstoffige Netzgebilde mit dekorativer Wirkung sind erzielbar bei entsprechender Aufteilung des Sammelraumes 9 und Speisung durch mehrere Schneckenpressen 7. Ferner können vorgefertigte Stränge, auch zu ummantelnde Drähte in einer dieser Aufgabe angepaßten Vorrichtung — gegebenenfalls mit zusätzlichem Wärme- oder Klebstoffaufwand — verarbeitet werden.

Ein zug- und/oder biegefester Verbundkörper, beispielsweise für die Wärmeisolierung, ergibt sich, wenn an Stelle der Preßluft expandierender Schaumstoff als Druckmittel benutzt wird, wobei die Maschen 25 in der fertigen Bahn mit darin verbleibendem fest anhaftendem Schaumstoff (in den Fig. 11 und 12) ausgefüllt oder darin eingebettet sind. Die Herstellung erfolgt hier vom rohen Kunststoff bis zum fertigen Verbundkörper in einem Arbeitsgang. Das Wabenkernmuster kann auch zusätzliche geradebleibende l.ängsstreifen enthalten, wie die seitlichen Längskantenstreifen in F i g. 11 (s. auch die Fig. 9 und 10).

Das Druckmittel zur Erzeugung der Strangauslenkung und der Schweißkraft braucht nicht Preßluft zu sein. Auch inerte Schutzgase, Stickstoff, Kohlendioxid oder Edelgase zum Frischhalten der Schweißstellen, die wegen der Sauerstoffverdrängung das Verschweißen einiger Kunststoffe überhaupt erst ermöglichen, ferner Dämpfe, die z. B. bei der Kondensation an der Strangoberfläche zusätzliche beträchtliche Wärmemengen in die Schweißstellen bringen, sind geeignet. Andererseits kann man zur schnelleren Abkühlung der Schweißstellen leichtflüchtige Flüssiggase, Kältemittel oder Treibmittel für Schaumstoffe benutzen. In Sonderfällen bringen Flüssigkeiten, etwa öle, Preßwasser, Lösungs- oder Klebemittel oder hocherhitzbare feinkörnige Festkörper (Granulat, metallische odet mineralische Kügekhen) Vorteile.

Zur Anpassung an verschiedene Kunststoffe kann die Druckschweißkammer 12 gegebenenfalls bei angegli chener Schrägstellung der Düsenkanäle 11 kegelring förmig verlängerte Gestalt aufweisen (s. Fig.22). Di« innere Gleitoberfläche hat vorzugsweise eine Beschich tung aus Polytetrafluoräthylen. Mit expansionsfähigei oder anderen Druckmitteln erzielt man so eil selbsttätiges Recken oder eme Reckhilfe, insbesonden wenn man ein Expansionsmittel 38, beispielsweise Preßluft oder Dampf, an mehreren Stellen übe Bohrungen und Ringrillen 40 aus einer Ringkammer 3¹ nachdrückt.

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Aus Entspannungsöffnungen 41 kann das Druckmittel 15 vor dem Eintrittsbercich des Expunsionsmittcls 38 entweichen, damit die Netzschweißung nicht gestört wird. Das Druckmittel 15 hat bevorzugt stoßartige und das Expunsionsmittcl 38 stetige Arbeitsweise. In Anpassung an die fortschreitende Querschnittsverringerung der Einzelstränge 10 sollte sich die lichte Weile zwischen den Wänden 23 und 24 der Druckschweißkammer 12 vermindern.

Eine Art negative Variante zur oben beschriebenen Exirusionsblasschweiß-Methode ergibt sich, wenn man die Achsen der Düsenkanäle 11 in umgekehrter Richtung, also nicht nach außen divergierend gerichtet, sondern nach innen konvergierend, nahe beieinander auf den Mantel eines gedachten Kegels legt. So verschweißen die austretenden Einzelstränge 10 ohne Druckmittelkraft an den seitlichen Rändern fortlaufend. Zum Zwecke der Maschenbildung unterbricht bzw. perforiert das Druckmittel 15 diese Schweißnaht in periodisch wechselnden Absländen.

Die vielseitigen Erweiterungsmöglichkeilcn der Strangpreßeinrichtung zeigen sich auch in folgender Abwandlung für Sonderfälle nach den Fig. 14 und 15. Zur Erzeugung sehr feinmaschiger Netze für Filterzwecke mit einer Maschenweite um etwa 0,2 mm oder bei der Verarbeitung zäher Kunststoffe muß das Druckmittel 15 zu Beginn der Auslcnkbewegung eng begrenzt und fein konzentriert zwischen die sehr nahe ncbeneinanderliegend extrudiertcn Einzelstränge 10 dringen. Hier ist es vorteilhaft, wenn die EinzeJsiränge 10 kurz vor oder während der Druckmittelstrahlcinwirkung etwas auseinanderlaufen, damit dann eine ausreichende Angriffsfläche geschaflen ist. Das kann erreicht werden, indem man eine Druckwelle 36 (schraffierte Segmente in Fig. 15), die in der Formmasse selbst erzeugt wird, quer, d. h. in Richtung der Reihe der Düsenkanäle 11 über deren Eintrittsbercich laufen läßt.

An der einen Seite des Eintrittsquerschnitts jedes zweiten Düsenkanals 11 und an der ihr zugewandten Seite jedes dazwischenliegenden Düsenkanals 11 wird zeitweise ein höherer Druck erzeugt als an der diametral gegenüberliegenden Seite jedes Düscnkanals 11. Dadurch schwenken die Einzelstränge 10 an der Düsen-Austrittsseite einseitig zunächst ohne die vorher beschriebene Druckmittelbeaufschlagung aufeinander zu. Nach Umsteuerung des Überdruckbereichs im Strangpreßkopf auf die andere Querschnittsseite jedes Düscnkanals 11 'vcchseln die Strangbewegungen in Richtung auf die andersseiligen Nachbarstränge.

Auch ohne Druckmittelunterstützung entsteht eine zusammenhängende Netzbahn; jedoch wird die Verschweißung beim kombinierten Arbeiten fester. Prak tisch können diese quer wandernden Druckwellen 86 verwirklicht werden durch eine Reihe von über den Eintrittsquerschnitten der Düsenkanäle 11 rollbar angeordneten Wälzkörpern 33 (Fig. 14 und 15), z.B. Stahlkugeln. Deren Durchmesser entspricht etwa dem doppelten Teilungsmaß der Düsenkanäle II. Dann ist die Anzahl der sich an ihrem Umfang etwa berührenden Kugeln einhalbmal so groß wie die Anzahl der Düsenkanäle 11. Bei einem Strangpreßkopf für Schlauchnetze schließt sich die Kugelreihe wie die Düsenkanalreihe zu je einem Kreis mit untereinander etwa gleichem Durchmesser.

Zum Antrieb der Kugeln und zur Erzielung einer geschlossenen Rollbewegung und damit Veniilwirkung kann eine Scheibe 34 ähnlich wie bei einem Axial-Ku gcllager auf die Kugelreihe gedrückt und diese Scheibe 34 mittels einer daran befestigten, nach außerhalb des Sirangpreßkopfgehäuses 1 geführten Welle 35 gedreht werden. Auch ist der Antrieb durch eine käfigartige

s Lochscheibe möglich.

Der Auslenkvorgang bei den cxtrudierten Einzelstiängen 10 erklärt sich dadurch, daß jeweils die quer im thermoplastischen Kunststoff rollende Kugel nacheinandci nur einzelne Bereiche des Eintrittsquerschnitts

ίο freigibt, von denen aus der Kunststoffdruckstrahl über die Länge des Düscnkanals 11 bis zur Mündung quer von der einen Seite zur anderen wandernd wirkt.

Zur Erzeugung der Pendelbewegung der Kunststoffdruckstrahlcn sind auch andere Steuerungsarten verwendbar, beispielsweise quer, oder quer und axial zur Richtung des Düsenkanals 11 im Düseneintrittsbereich schwingende Verdrängerköt per 37 gemäß den F i g. 18 und 19.

Das Erfordernis einiger zäher Kunststoffe, daß der

Schweißdruck als Nachdruck noch länger aufrechterhalten bleiben muß, kann berücksichtigt werden: Auf einer angemessenen Strecke der Abzugsbewegung laufen in einer Blcndenvorrichtung gemäß den Fig. 23 und 24 die beweglich gestalteten Mündungen 13, 17 der

Druckmittelkanäle 14, 18 etwa mit gleicher Geschwindigkeit wie die Maschenzellen vor.

Die verlängerte Druckschweißkammer 12 (vgl Fig. 23 bis 25) ist dazu einseitig, z.B. an der dünnen feststehenden inneren Wand 24, mit Längsschlitzen 42

parallel zur Abzugsrichtung der Einzelstränge 10 versehen. Ihre Anzahl ist die gleiche wie die Anzahl der Düsenkanäle 11; sie befinden sich jeweils genau zwischen deren Mündungen und beginnen unmittelbar dahinter, anschließend an die Düsenscheibe 5. Die Zufuhr des Druckmittels 15, beispielsweise Preßluft erfolgt radial über eine innere und/oder äußere Druckmittelkammer 44.

Die hier zugrunde gelegte innere Druckmittelkani mer 44 besteht aus zwei koaxial mit radialem Abstand ineinanderlicgenden Ringwänden 43 und 45 und zwe: Strinscheiben. Die äußere Ringwand 43 liegt dichtend drehbar ohne Abstand an der inneren Wand 24 dei Druckschweißkammer 12 an und ist gleichmäßig durchbrochen von wendelförmig angeordneten, zuein·

ander parallelen Schrägschlitzen 46. Ihre Anzahl ist die Hälfte der Anzahl der Düsenkanäle 11; Länge, Breite Beginn und Ende decken sich mit den zugehöriger Werten der Längsschlitze 42. Der Wendelsteigungswinkel der Schrägschlitze 46 in bezug zur Mittelachse des

Strangpreßkopfgehäuses 1 und damit der Abzugsrich tung beträgt etwa 30 bis 45°. Er hängt unter anderem at von den übrigen Konstruktions- und Betriebsdaten wi( Düsenkanalanzahl, Düsenkanalteilkreisdurchmesser Abzugsgeschwindigkeit und Maschenlänge

Die Druckmittelkammer 44 steht über Anschlußkanä Ie 47. eine mittels O-Ringen gegen die feststehende Stange 31 abgedichtete und mit der Druckmittelkam mer 44 rotierende Übergangskammer 48, Obergangs öffnungen 51 sowie einen Zentralkanaf 50 in der hohler

Stange 31 in Verbindung mit der statischen Druckmit telquelle 20. Ein koaxial um die Stange 31 in Strangpreßkopfgehäuse 1 drehbar gelagertes Antriebs rohr 49 kann, von einem Motor getrieben, den Teilen 43 44, 45. 46, 47. 48 und einer Scheibe, die di<

Druckmittelkammer 44 und das Antriebsrohr 4« verbindet, eine Drehbewegung um die Mittelachse de Strangpreßkopfgehäuses 1 erteilea

Demgegenüber stehen die Teile 5,11,23,24,31,42,5(

und 51 mit dem Strangpreßkopfgehäusc 1 und der Schneckenpresse 7 fesl.

Aus der F i g. 25, der Abwicklung des Schnittes nach der Linie L-Mder F i g. 24, ist das Zusammenwirken der Wand 24, der Ringwand 43, der l.ängsschlitze 42 und der Schrägschlitze 46 ersichtlich. Die Ausgangsstellung sei die der F i g. 25 Dann werden von den aufeinanderliegenden Langsschlitzen 42 und Schrägschlitzen 46 in der Wand 24 und der Ringwand 43 unmittelbar an den Mündungen der Düsenkanäle 11 so viele Durchlaßöffnungen 52, 53 für das in der Druckmiuelkammcr 44 unter statischem Druck befindliche Druckmittel 15 freigegeben, wie Schrägsehlilze 46 vorhanden sind. In der Druckschweißkammer 12 an den Mündungen der Düscnkunäle 11 entsteht ein Druckstoß zwischen den 'S extrudieren Einzelsträngen 10. Diese werden paarweise gegeneinander gepreßt und miteinander verschweißt. Beim Drehender Ringwand 43 über das Antriebsrohr 49 in Pfeilrichtung unter der feststehenden Wand 24 wandern die Durchlaßöffnungen 52 mit ihrem Druck- *° strahl parallel zur Mittelachse des Strangpreßkopfgehäuscs 1 in Ausiriiisrichtung der Einzelstiränge 10 nach unten, bis das Ende der Längsschlilze 42 erreicht ist. Bis dorthin standen die entsprechenden Nclzmaschcnzellen unter Nachdruck.

Inzwischen isl der rechte obere Anfangsbercich der Schrägschlitzc 46 über den Beginn der vorher abgedeckten anderen Gruppe der Lärigsschlitze 42 gelaufen, letzt wiederholt sich der Funktionsablauf mit um eine halbe Maschenlänge versetzter Phase und andersscitiger Auslenkung sowie Verschweißung der Einzelstränge 10 zu einer Netzeinheit.

Zu Beginn der Strangauslenkung muß die Druckaus' übung am intensivsten sein. Deshalb ist zweckmäßigerweisc der Anfangsquerschnitt der Längsschlilze 42 an der Düsenscheibe 5 vergrößert oder die Längsschlilze 42 sind zum Ende hin verengt.

Es kann zur Erzielung höherer Fertigungsgeschwindigkeiten vorteilhaft sein, wenn gemäß Fig. 26 die Länge der Längsschlitze 42 und der Schrägschlitze 46 unterteilt ist. Einer kurzen verbreiterten Druckstoßlängc folgt eine Entspannungszone mit öffnungen 54 in der äußeren Wand 23 für das weitergewanderte Druckmittel 15, damit die neufolgende Strangauslenkung nicht durch Gegendruck in den soeben gebildeten Maschenzellen beeinträchtigt wird. Die anschließende Länge der Längsschlitze 42 und der Schrägschlitze 46 entspricht der vorher beschriebenen Ausgestaltung.

Es werden bei dieser Blendensteuerung zwar bewegbare Teile benutzt, jedoch sind Verschleiß und Störungsanfälligkeit sehr gering. Die Teile stehen nicht unter Kunststoffdruck und -temperatur, sondern haben nur den weit geringeren Betriebszustandswerten des Druckmittels, die leicht beherrscht werden können, zu widerstehen. Die rotierenden Teile sind axial und radial voll entlastet. Ähnlich der Expansionsreckkammer in Fig. 22 können nach Fig. 27 die Druckschweißkammer 12 und die Druckmittelkammer 44 auch Kegelringform haben, um eine gesteuerte Queraufweitung des Netzgebildes unmittelbar in der Druckmittelkammer 44 zu ermöglichen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Strangpreßeinrichtung zum Herstellen von Netzen oder Wabenkörpern aus thermoplastischem Kunststoff, mit einem Strangpreßkopf, dessen fest angeordnete Düsenscheibe eine Vielzahl nebeneinander im Abstand angeordneter Düsenkanäle aufweist, und einer der Düsenscheibe nachgeordneten Verlegeeinrichtung zur wechselweisen seitlichen Auslenkung der aus den Düsenkanälen austretenden Einzelstränge bis zur stellenweisen gegenseitigen Berührung und streckenweisen Verschweißung jeweils zweier benachbarter, aufeinander zu ausgelenktei Stränge, dadurch gekennzeichnet, ¹S daß die Verlegeeinrichtung aus Druckmittelkanälen (14,18) besteht, die zu zwei oder mehreren Gruppen zusammengefaßt abwechselnd mit unterschiedlich hohem Druck beaufschlagbar sind und in feststehenden oder bewegbaren Mündungen (13,17) innerhalb *> eines der Düsenscheibe (5) nachgeordneten Druckschweißbereichs enden.

2. Strangpreßeinrichiung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschweißbereich als Druckschweißkammer 12 ausgebildet ist. *5

3. Strangpreßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmitielkanäle (14, 18) und/oder deren Mündungen (13, 17) unmittelbar aul die austretenden Einzelstränge (10) gerichtet sind.

4. Strangpreßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen der Druckmittelkanäle (14, 18) an zwei verschiedene Verteilerkanäle (16, 19) angeschlossen sind, die über Ventile (21, 22) in steuerbarem Wcchseltakt mit einer Druckmiuelquelb (20) verbindbar sind.

5. Strangpreßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß in oder vor den Düsenkanälen (U) zusätzlich zu der Verlegeeinrichtung Wälzkörper (33) zur Erzeugung periodischer Druckwellen (36) im thermoplastischen Kunststoff (6) angeordnet sind.

6. Strangpreßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß in oder vor den Düsenkanälen (11) zusätzlich zu der Verlegeeinrichtung nadelartige Verdrängerkörper (37) zur Erzeugung periodischer Druckwellen (36) im thermoplastischen Kunststoff (6) schwingend antreibbar sind.

7. Strangpreßeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbaren Mündungen aus feststehenden Längsschlitzen (42) in einer oder beiden Wänden (23, 24) der Druckschwcißkammer (12) und daranliegcnden quer zur Strangpreßrichtung bewegbaren Schrägschlitzen (46) in der Wand einer oder mehrerer Druckmiitelkammern (44) gebildet sind.

8. Strangpreßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Längsschiitze (42) der vollen und die Zahl der Schrägschlitz.e (46) der halben Anzahl der Düsenkanäle (11) entspricht.

■ u _m Kunststoff mit einem Strangpreßthermoplastischem Kunrtsw«. _{Dösenscheibe} eine

^k0P,^f' M^eSn^eebenetnande^gr im Abstand angeordneter V.elzahl n^eben~_{t und e}iner der Düsenscheibe

^DÜl^e" dtten VeTkgeeinrichtung zu wechselweisen nachgeordne en Verieg ^ _{DüsenRanälen}

seitlichen Ausenkujg ^ _stel,_{enweisen gegen}.

^aUv^r'η Ben hmng und sfreckenweisen Verschweißung ^zweier benachbarter, aufeinander zu ausge.enk^{te S}£^ghtllte Netze oder Wabenkörper lassen