DE19804434C2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines profilierten Streifens aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines profilierten Strei­ fens aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere ei­ nes Firststreifens für ein Dach, mit einem Extruder mit Extruderwerkzeug oder mit einer Aufheizeinrichtung, die zur Erzeugung eines Kunststoffstreifens mit einer Tempe­ ratur nahe seiner Plastifizierungstemperatur dienen, und mit einem stetig arbeitenden Umformwerkzeug, durch das der Kunststoffstreifen unter Profilierung hindurchführ­ bar ist, wobei das Umformwerkzeug zumindest in seinem in profilierenden Eingriff mit dem Kunststoffstreifen tre­ tenden Teil in einer Kühlflüssigkeit angeordnet ist und wobei das Umformwerkzeug zwei umlaufende Werkzeugteile umfaßt, wovon der eine Werkzeugteil als Matrize und der andere Werkzeugteil als Patrize geformt ist.

Die DE 32 14 568 A1 beschreibt eine Vorrichtung mit den vorstehend angegebenen Merkmalen, wobei das Umformwerk­ zeug hier in jedem Falle durch zwei gegensinnig umlaufen­ de Walzen gebildet ist. Nachteilig ergibt sich bei Ver­ wendung von zwei Walzen nur ein kurzer Eingriffsbereich, in dem die beiden Walzen in formgebendem Eingriff mit dem Kunststoffstreifen stehen. Aus diesem Grunde muß mit einer relativ geringen Durchlaufgeschwindigkeit des Kunststoffstreifens gearbeitet werden, wenn ausgeschlos­ sen werden soll, daß sich die beim Durchlauf erzeugte Profilierung des Kunststoffstreifens teilweise und ins­ besondere unkontrolliert zurückbildet.

Die WO 96/18491 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Herstel­ lung von extrudierten Kunststoffprofilen mit einer struk­ turierten Oberfläche. Hierbei wird das Kunststoffprofil nicht durchgehend umgeformt oder profiliert, sondern nur oberflächlich mit einer dekorativen Struktur versehen. Das Werkzeug zur Strukturierung der Oberfläche ist ein gegossenes Band mit einem Negativ der gewünschten Kunst­ stoffprofil-Oberflächenstruktur auf seiner Oberfläche. Dabei ist die Struktur in Relation zur Banddicke sehr flach. Ein zweiter Umformwerkzeugteil wird hier nicht eingesetzt; es ist lediglich eine glattflächige Gegen- Gleitbahn vorgesehen, über die das Kunststoffprofil mit seiner nicht zu strukturierenden zweiten Oberfläche ge­ leitet. Das Formband ist im einfachsten Fall ein gegosse­ nes Kunststoffband; aus Stabilitätsgründen kann es durch eine Metallkette verstärkt oder unterstützt sein, wobei diese Metallkette aber nicht in umformenden Eingriff mit dem Kunststoffstreifen tritt.

Die DE 37 24 458 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur For­ mung eines Kunststoffstreifens zwischen einer Prägewalze und einer Gegendruckwalze. Dabei arbeitet die Prägewalze durch ein plastisch oder elastisch der Prägebewegung fol­ gendes Prägehilfsband hindurch. Das Prägehilfsband dient hier als Trennmittel, um ein Verkleben der Prägewalze mit dem mit der Prägung zu versehenden Kunststoffstrei­ fen zu verhindern. Das Prägehilfsband selbst hat keine feste Oberflächenform.

Die US 4 193 959 beschreibt eine Vorrichtung zur Herstel­ lung eines an seiner Oberfläche strukturierten Kunst­ stoffstreifens. Dabei wird eine Walze eingesetzt, die zwei zylindrische glatte Umfangs-Endbereiche sowie einen dazwischenliegenden strukturierten Bereich mit kleinerem Durchmesser als die Endbereiche aufweist. Außerdem wird ein Gegendruckband verwendet, das die Formwalze teilwei­ se umschlingt und das dicht an den Endbereichen der Form­ walze anliegt. Hierdurch wird zwischen dem strukturier­ ten mittleren Bereich der Formwalze einerseits und der diesem zugewandten Oberfläche des Gegendruckbandes ande­ rerseits ein definierter Zwischenraum gebildet, in den ein flüssiger Kunststoff eingeleitet wird. Es handelt sich hierbei also um eine kontinuierlich arbeitende Gieß­ vorrichtung, mit der ein Kunststoffstreifen mit einer oder zwei strukturierten Oberlächen, jedoch ohne eine durchgehende Profilierung, erzeugt wird.

In Anbetracht dieses bekannten Standes der Technik be­ steht die zu lösende Aufgabe darin, eine Vorrichtung ge­ mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit der die kontinuierliche Herstellung eines profilierten Strei­ fens aus thermoplastischem Kunststoff ermöglicht wird, ohne daß es in merklichem Umfang zu Beeinträchtigungen der Produktqualität durch Rückstelleffekte kommt.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der eine Werkzeugteil eine drehbare Formwalze ist und daß der andere Werkzeugteil eine endlose umlaufende Form­ kette ist.

Vorteilhaft wird erreicht, daß die Vorrichtung einer­ seits vergleichsweise einfach aufgebaut und dadurch zu­ verlässig betreibbar ist und andererseits Rückstelleffek­ te des Kunststoffs nach Anbringung der Profilierung ver­ meidet, weil der Eingriff zwischen den beiden Werkzeug­ teilen des Formwerkzeuges über einen ausreichend großen Längenbereich und damit auch ausreichend großen Zeitbe­ reich selbst bei relativ hoher Durchlaufgeschwindigkeit des Kunststoffstreifens gewährleistet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgese­ hen, daß sie ein Kühlflüssigkeitsbecken umfaßt, in das das Umformwerkzeug teilweise eintaucht, wobei der Kunst­ stoffstreifen in seinem unprofilierten Zustand von oben in die Kühlflüssigkeit eintaucht und dann das Umformwerk­ zeug durchläuft. Das Kühlflüssigkeitsbecken ist im ein­ fachsten Fall durch einen flüssigkeitsdichten, nach oben offenen Behälter gebildet, in den von oben her das Umfor­ mwerkzeug teilweise eintaucht. Dabei muß lediglich dafür gesorgt werden, daß die mit der Kühlflüssigkeit, die vor­ zugsweise Wasser ist, in Berührung kommenden Teile des Umformwerkzeuges unempfindlich gegen die von der Kühl­ flüssigkeit ausgehenden Wirkungen, insbesondere Korrosi­ onswirkungen, sind. Dies ist beispielsweise dadurch er­ reichbar, daß man die mit der Kühlflüssigkeit in Kontakt tretenden Teile des Umformwerkzeuges aus rostfreiem Stahl herstellt oder mit einer ausreichend beständigen Beschichtung, z. B. aus Kunststoff, wie PTFE, beschichtet.

Weiter ist vorgesehen, daß die Werkzeugteile in ihrem Abstand relativ zueinander verstellbar sind. Hierdurch kann auf einfache Weise die Dicke des erzeugten Kunst­ stoffstreifens beeinflußt werden.

Um einen definierten Abstand zwischen den Umformwerkzeu­ gen im Eingriffsbereich mit dem Kunststoffstreifen zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß die Formkette über einen in das Kühlflüssigkeitsbecken eintauchenden Teil des Umfangs der Formwalze parallel zu diesem mittels Füh­ rungsrollen und/oder -schienen geführt ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführung der Vorrich­ tung kann die Abstandsverstellung der Werkzeugteile vor­ teilhaft einfach dadurch verwirklicht werden, daß die Führungsrollen und/oder -schienen einzeln oder insgesamt in ihrer Lage relativ zur Formwalze durch mindestens eine Gewindespindel verstellbar sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Die Figuren der Zeichnung zei­ gen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstel­ lung eines profilierten Streifens aus thermopla­ stischen Kunststoff, in schematischer Darstel­ lung, teils in Seitenansicht und teils im Verti­ kalschnitt,

Fig. 2 einen Streifen aus thermoplastischem Kunststoff vor seiner Profilierung, im Querschnitt und

Fig. 3 einen mittels der Vorrichtung profilierten Strei­ fen in Draufsicht auf einen Abschnitt.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt in einer schematischen Dar­ stellung eine Gesamtansicht einer Vorrichtung 1 zur kon­ tinuierlichen Herstellung eines profilierten Streifens aus thermoplastischem Kunststoff.

Links in der Fig. 1 sind als Teile der Vorrichtung 1 ein Extruder 2 und ein zugehöriges Extruderwerkzeug 20 dargestellt, die an sich aus der Herstellung von Profi­ len aus thermoplastischem Kunststoff bekannt sind.

Rechts in Fig. 1 ist ein stetig arbeitendes Umformwerk­ zeug 3 dargestellt, das den einlaufenden, zunächst noch unprofilierten Kunststoffstreifen 4 in einen profilier­ ten Kunststoffstreifen 4' umformt. Das Umformwerkzeug 3 umfaßt beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein kasten­ förmiges Gehäuse 3', dessen unterer Teil als Flüssig­ keitsbecken 37 flüssigkeitsdicht ausgeführt ist. In dem Flüssigkeitsbecken 37 befindet sich eine Kühlflüssigkeit 38, beispielsweise Wasser, deren Flüssigkeitsspiegel bei 38' dargestellt ist.

Weiterhin umfaßt das Umformwerkzeug 3 einen ersten Werk­ zeugteil 31, der als im wesentlichen zylindrische Form­ walze ausgeführt ist, und einen zweiten Werkzeugteil 32, der als endlose umlaufende Formkette gestaltet ist. Die Formwalze 31 ist um eine horizontale, senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufende Drehachse im Sinne des ein­ gezeichneten Drehpfeils drehbar gelagert und mit einem hier nicht sichtbaren Drehantrieb ausgestattet. Die Form­ kette 32 ist über mehrere Führungsrollen 33 und eine Führungsschiene 34 so geführt, daß sie über den unteren Teil des Außenumfanges der Formwalze 31 annähernd paral­ lel zu dieser verläuft. In ihrem weiteren Teil verläuft die Formkette 32 durch das Kühlflüssigkeitsbecken 37.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel des Umformwerkzeuges 3 ist die Formwalze 31 in einer festen Lage innerhalb des Gehäuses 3' angeordnet; im Unterschied dazu ist die den zweiten Werkzeugteil bildende Formkette 32 in ihrem Abstand relativ zum Außenumfang der Formwalze 31 verän­ derbar. Hierzu sind sowohl die Führungsrollen 33 als auch die Führungsschiene 34 in ihrer Lage verstellbar. Die Führungsrollen 33 sind bevorzugt in Radialrichtung der Formwalze 31 verstellbar angeordnet, wie durch die kleinen Pfeile an den Führungsrollen 33 angedeutet ist. Die Führungsschiene 34 ist bei der dargestellten Vorrich­ tung 1 in Vertikalrichtung mittels mindestens einer Ge­ windespindel 35 verstellbar. Aus Übersichtlichkeitsgrün­ den ist in der Fig. 1 ein solcher Abstand zwischen der Formwalze 31 und der Formkette 32 gezeichnet, daß ein Eingriff zwischen beiden nicht erfolgt.

Zum Zweck der Profilierung des Kunststoffstreifens 4 wird dieser vom Extruderwerkzeug 20 kommend zwischen den Außenumfang der Formwalze 31 und die Oberseite der Form­ kette 32 geführt. Mit der Bezugsziffer 30 ist ein Ein­ griffsbereich des Umformwerkzeuges 30 bezeichnet, in welchem die Formwalze 31 und die Formkette 32 in profi­ lierenden Eingriff mit dem Kunststoffstreifen 4 treten. Wesentlich ist, daß der Kunststoffstreifen 4 zunächst in die Kühlflüssigkeit 38 im Kühlflüssigkeitsbecken 37 ein­ taucht, bevor die Formwalze 31 und die Formkette 32 mit dem Kunststoffstreifen 4 in profilierenden Eingriff tre­ ten. Der Eingriffsbereich 30 liegt demnach auch in einem Bereich von Formwalze 31 und Formkette 32, der unterhalb des Kühlflüssigkeitsspiegels 38' liegt. In seinem weite­ ren Durchlauf durch das Umformwerkzeug 3 wird der nun profilierte Kunststoffstreifen 4' entlang des Außenum­ fangs der Formwalze 31 und der Oberseite der Formkette 32 wieder nach oben aus der Kühlflüssigkeit 38 hinaus­ bewegt und dann über eine Umlenkrolle 36 aus dem Gehäuse 3' des Umformwerkzeuges 3 abgezogen. Hieran kann sich bedarfsweise noch eine Trocknungseinrichtung anschlie­ ßen, in der die Kühlflüssigkeit 38, die gegebenenfalls von dem profilierten Kunststoffstreifen 4' aus dem Kühl­ flüssigkeitsbecken 37 mitgeschleppt wurde, entfernt wird. Abschließend kann dann der nun profilierte Kunst­ stoffstreifen 4' zu Rollen aufgewickelt werden oder zu Streifenabschnitten einer gewünschten Länge zerteilt werden.

Fig. 2 der Zeichnung zeigt ein Beispiel für einen noch unprofilierten Kunststoffstreifen 4 im Querschnitt. Hier­ bei wird besonders deutlich, daß der Kunststoffstreifen 4 einen Mittelbereich 40 mit einer ersten, im wesentli­ chen konstanten Dicke aufweist, an den sich nach links und rechts, d. h. zu den seitlichen Rändern hin Seitenbe­ reiche 41, 41' anschließen, die eine nach außen hin je­ weils abnehmende Dicke aufweisen.

Fig. 3 der Zeichnung schließlich zeigt ein Beispiel für einen mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung her­ gestellten profilierten Kunststoffstreifen 4' in Drauf­ sicht auf einen Streifenabschnitt. Bei diesem Beispiel des profilierten Kunststoffstreifens 4' ist dessen Mit­ telbereich 40 in seiner flachen Form belassen worden, je­ doch mit in einem regelmäßigen Raster angeordneten Durch­ brechungen 43 in seinen beiden Randbereichen versehen worden. Die beiden Seitenbereiche 41, 41' des profilier­ ten Kunststoffstreifens 4' sind hier mit einem Wellenpro­ fil 42 versehen, wobei sich die Wellenberge und -täler quer zur Längsrichtung des profilierten Kunststoffstrei­ fens 4' erstrecken.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines profilierten Streifens (4') aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere eines Firststreifens für ein Dach, mit einem Extruder (2) mit Extruderwerkzeug (20) oder mit einer Aufheizeinrichtung, die zur Erzeugung eines Kunststoffstreifens (4) mit einer Temperatur nahe seiner Plastifizierungstemperatur dienen, und mit einem stetig arbeitenden Umformwerk­ zeug (3), durch das der Kunststoffstreifen (4) unter Profilierung hindurchführbar ist, wobei das Umform­ werkzeug (3) zumindest in seinem in profilierenden Eingriff mit dem Kunststoffstreifen (4) tretenden Teil (30) in einer Kühlflüssigkeit (38) angeordnet ist und wobei das Umformwerkzeug (3) zwei umlaufende Werkzeugteile (31, 32) umfaßt, wovon der eine Werk­ zeugteil als Matrize und der andere Werkzeugteil als Patrize geformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Werkzeugteil (31) eine drehbare Form­ walze ist und daß der andere Werkzeugteil (32) eine endlose umlaufende Formkette ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Kühlflüssigkeitsbecken (37) umfaßt, in das das Umformwerkzeug (3) teilweise eintaucht, wobei der Kunststoffstreifen (4) in seinem unprofilierten Zustand von oben in die Kühlflüssigkeit (38) ein­ taucht und dann das Umformwerkzeug (3) durchläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Werkzeugteile (31, 32) in ihrem Abstand relativ zueinander verstellbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkette (32) über einen in das Kühlflüssigkeitsbecken (37) eintauchen­ den Teil des Umfangs der Formwalze (31) parallel zu diesem mittels Führungsrollen (33) und/oder -schienen (34) geführt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (33) und/oder -schienen (34) einzeln oder insgesamt in ihrer Lage relativ zur Form­ walze (31) durch mindestens eine Gewindespindel (35) verstellbar sind.