DE2003282A1

DE2003282A1 - Extruderkopf

Info

Publication number: DE2003282A1
Application number: DE19702003282
Authority: DE
Inventors: Christy Raymond Lawrence
Original assignee: NRM Corp
Current assignee: NRM Corp
Priority date: 1969-06-24
Filing date: 1970-01-26
Publication date: 1971-01-07
Also published as: DE2003282B2; US3605190A; GB1300211A; DE2003282C3; FR2063829A5

Description

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ERM Corporation, 4? W. Exchange Street, Akron, Ohio 44308, USA

Extruderkopf

Bei bekannten Extruderköpfen mit senkrecht zur Längsrichtung des Extruders verlaufender Ausspritzöffnung ist es üblich, im Extruderkopf aus einem Stück mit seinem Gehäuse eine gebogene Schulter in der Bohrung vorzusehen, durchweiche die Kernführungshülse eingeschoben wird, wobei diese Schulter dazu bestimmt "ist, da* durch den seitlichen Einlaß eintredende zu extrudierende Material umzulenken und aus ihm einen fortlaufenden ununterbrochenen rohrförmigen Strom zu bilden, solange dieses Material um die Eernführungshülse geführt wird, die sich in Längsrichtung von der Schulter zur eigentlichen SOrmöffnung des Extruderkopfes erstreckt. Es ist einleuchtend, daß eß schwierig und kostspielig ist, diese kurvenförmige oder gebogene Schulter herzustellen und zu reinigen. .

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, statt die Schulter aus dem Extruder kopf gehäuse herauszuarbeiten, in eine zylindrische Bohrung im Extruderkopfgehäuse eine zylindrische Büchse mit kurvenförmig gebogener ringförmiger Stirnseite einzupassen und durch einen Bolzen od. dgl. zu befestigen.

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Hierdurch, wird die Herstellung der Schulter vereinfacht, jedoch kann Kunststoffmaterial oder sonstiges zu extrudierendes Material zwischen der eingesetzten Büchse und der Bohrung des Extruderkopfes austreten, wodurch es schwierig und zeitraubend wird, die eingesetzte Büchse aus dem Extruderkopfgehäuse zu entfernen, wenn es erwünscht ist, diese Büchse und das Extruderkopfgehäuse zu reinigen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin,diese Schwierigkeiten zu beheben und einen Extruderkopf zu schaffen, dessen Umlenkschulter verhältnismäßig einfach herzustellen und schnell in die Betriebsstellung einzubringen⁸ aber auch schnell und einfach aus dem Extruderkopf für Reinigungszwecke entfernt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe besitzt der erfindungsgemäße Extruderkopf einen über einen Hebelmechanismus zu verstellenden konischen Dorn, der fest in eine konische Bohrung im Extruderkopfkörper eingepaßt werden kann und der sich andererseits leicht aus der konischen Bohrung lösen läßt, um für Reinigungszwecke oder aus anderen Gründen aus dem Extruderkopfgehäuse entfernt zu werden. Im Dorn ist außerdem eine über einen Hebelmechanismus zu betätigende Hülse angeordnet, in die ein auswechselbarer innerer Formteil, der gleichzeitig als Führung für einen Kern dient, eingesteckt werden kann. Dieser innere Formteil wird von innen in die Hülse eingesteckt bzw. auch wieder durch den Innenraum der Hülse entfernt, um ein Beschädigen oder Zerstören der Oberflächen der eigentlichen Form und der Kernführung zu vermeiden.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung ein Extruderkopf mit radial zum Extruder gerichttber Austrittsoffnung vorgeschlagen, bei dem ein Strömungsausgleichsring im Extruderkopfkörper auswechselbar vorgesehen ist, der mit dem in ihn

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hineinragenden, einen" kleineren Äußendurchmesser als der Innendurchmesser des Hingesaifweisenden Dornteil einen ringförmigen Durchlaß mit veränderbarer radialer Dicke bildet, durch den der Strom des in die ringförmige formöffnung gelangenden Kunststoffmateriales oder sonstigen zu extrudiereriden Materiales ausgeglichen wird.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, den Extruderköpf mit steuerbaren Auslaß- oder Überströmeinrichtungen genau gegenüber der seitlich oder radial angeordneten Materialeintrittsöffnung zu versehen, um Stauungen dort zu vermeiden, wo die Material ströme zum erstenmal aufeinandertreffen, um einen kompakten rohrförmigen Strom zu,bilden«

InitLer Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindüngsgemäßen Extruderkopfes mit radial zur Längsrichtung des Extruders weisender Austrittsöffnung dargestellt, und zwar zeigt ■ :

Jig. 1 einen Längsschnitt durch den gesamten Extruderkopf,

Fig. 2 einen Querschnitt des Extruderkopfes nach Linie 2-2 aus fig. 1,

Jig* 3 einen Querschnitt nach Linie $*»3 aus "Fig. 1,

Pig. 4 eine iDeilseitenaiisicht nach Linie 4-4 aus :; ^: - : Jig. 2j- ■; _■'■■ ■ ; ν ... .- ".-■■' ^:

iig. 5 einen Längsechnitt durch den Ausgleichsring - hach Linie;5-5 aus Jig. 6,

Jig. 6 eine StirnansicJit des Aüsgleichsringes nach Linie 6-6 aus Jig_e 5»

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Pig. 7 einen Querschnitt nach Linie 7-7 aus fig. 1 und

Fig. 8 eine Teilansieht des Querschnittes aus Pig. 2, wobei einer der den Dorn erfassenden Stifte in seiner zurückgezogenen Stellung zu erkennen ist.

Ein in der Zeichnung dargestellter Extruderkopf 1 besitzt einen Flanschring 2, der an einem KL ans ehr ing 3 eines Extruders 4· mittels einer geeigneten Spannvorrichtung 5 "be_r festigt werden kann. Der Planschring 2 kann mit dem Extruder 4 scharnierartig oder sonstwie verschwenkbar verbunden sein, beispielsweise mittels eines Tragarmes 6 für den Extruderkopf. Der Planschring 2 besitzt eine Üurchgangsöffnung 7, durch die aus dem Extruder 4 plastisches Kunststoffmaterial hindurchtreten kann.

An den Planschring 2 ist ein Extruderkopfgehäuse 8 angeschraubt oder sonstwie befestigt, das eine mit der Durchgangsöffnung 7 des Planschringes 2 fluchtende Einlaßöffnung aufweist, die in eine konische Bohrung 10 des Extruderkopfgehäuses 8 führt. An die eine Seite des Extruderkopfgehäuses 8 ist ein formhalter 11 angeschraubt, der einenDrossel- oder Ausgleichsring 12 enthält, welcher einerseits im Formhalter sitzt und andererseits durch den Torahalter in einer Stnkbohrung 14 des Extruderkopfgehäuses 8 gehalten ist. An das äußere Ende des Ausgleichsringes 12 schließt eine äußere Form 15 an,die durch Verstellen von Schrauben 16 radial eingestellt werden kann. Die äußere Form 15 wird mittels eines in den Formhalter 11 eingeschraubten Gewinderinges 17 gegen den Ausgleichsring 12 gedrückt.

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Am Extruderkopf gehäuse 8 ist ein Hebelmechanismus 18 mit zwei Hebelarmen 19 auf zwei Zapfen 20 verschwenkbar angebracht, der mit einer Gelenkschraube 21 versehen ist, die auf einer als Gelenk dienenden Schraube 23 am oberen Ende der beiden Hebelarme 19 verschwenkbar gelagert ist. Wenn sich eine auf der Gelenkschraube 21 befindliche Mutter 24 mit angeschlossenen Federscheiben 25 in einem Schlitz 26 im oberen Ende des Extruderkopfgehäuses 8 befindet, wie Fig. 1 zeigt, werden durch Verdrehen der Mutter 24 in entgegengesetzten Richtungen die Hebelarme 19 um die Zapfen 20 in entgegengesetzten Richtungen verschwendet.

Jeder Hebelarm 19 enthält einen verschiebbaren Stift 27, welcher unter Druck einer Schraubenfeder 28 in einen sekantenartig verlauf enden Schlitz 29 in einemDorn 30 gedrückt wird. Jeder der Stifte 27 besitzt vorzugsweise parallel zueinander verlaufende Abflachungen, die mit den paral-, lelen Seiten des entsprechenden Schlitzes 29 zusammenwirken. Der Dorn 30 besitzt einec(koni sehen Abschnitt 31, welcher der konischen Bohrung 10 im Extruderkopf gehäuse 8 entspricht. Außerdem besitzt der Dorn 30 ein inneres Ende 32 mit verringertem Querschnitt oder Außendurchmesser, das axial in den Drossel- oder Ausgleichsring 12 hineinragt. Am Übergang zwischen dem konischen Abschnitt 31 und dem inneren Ende 32 des Dornes 30 ist eine kurvenförmig verlaufende Schulter 34 vorgesehen, entlang dea&Las zu extrudier ende Material von der Einlaßöffnung 9 in äen freien Raum zwischen dem inneren Ende 32 des Dornes 30 und der Bohrung des Drossel- oder Ausgleichsringes 12 wandert.

Wenn die Mutter 24 so verdreht wird, daß sieh die Gelenkschraube 21 - in Fig. 1 gesehen - nach rechts bewegt, wird der Dorn 30 fest in die konische Bohrung 10 des Extruderkopfgehäuses 8 gedrückt und festgekeilt» weil durch diese BewegungjdeiJKutter 24 der Hebelmechanismus 18 im Uhrzeigersinn

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versohwenkt wird. Venn man den Dorn 18 aus dem Extruderkopfgehäuse 8 lösen will, verdreht man die Mutter 24 in entgegengesetzter Richtung, woduroh der Dorn 30 über den Hebelmeohanismus 18 aus der konisohen Bohrung 10 herausgezogen wird· Die in den Dorn 30 eingreifenden Stifte 27 sind federbelastet, so daß man diese Stifte über Handgriffe 35 aus den Schlitzen 29 des Domes herausziehen kann. Wenn man die Handgriffe 35 in die in Mg. 8 dargestellte Lage verdreht, legen sioh ihre inneren Enden auf die Außenseite je einer Platte 33» so daß die Stifte 27 in der zurückgezogenen Stellung gehalten werden, woduroh das Herausziehen des Dornes 30 aus dem Extruderkopfgehäuse 8 erleichtert bzw. überhaupt ermöglicht wird·

Durch den Dorn 30 erstreckt sioh eine Hülse 36, in die eine innere Form 37 eingeschraubt ist, welche gleichzeitig als Kernführung dient· Diese innere form ragt konzentrisch in den Drossel- oder Ausgleichsring 12 und die äußere Form 15 hinein· ITm die innere form 37 fest alt der Hülse 36 zu verbinden, ohne daß die außen liegend· Jläche der inneren form und/oder die innere führungsfläohe für einen die form eines Sohlauohes, Rohres, Kabele od. dgl. aufweisenden Kern 0 besohädigt oder verformt wird, sind in die Innenseite der inneren form 37 mehrere Kasten 38 eingebohrt, beispielsweise vier Stück· Da die Rasten in eine konisohe Bohrung 39 eingebohrt sind, kann ein kegelstumpfförmiger Sohlüssel in die Bohrung 39 eingeführt werden, der Stifte mit halbhylinderföreigen Enden aufweist, die in die einzelnen Rasten 38 eingreifen können. Auf diese Weise kann die innere form 37 an die Hülse angeschraubt oder von derselben gelöst werden, ohne daß die formoberfläohe oder die Führung*fläche für den Kern berührt werden muß·

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An das hintere Ende des Domes 30 ist ein Auflager 40 angeschraubt oder sonstwie angebracht, das Gelenkstifte 41 für ein Hebelsystem 42 aufweist. Das Hebelsystem 42 enthält Schlitze 43, in welchen {D-förmige Stifte 45 derart verschiebbar sitzen, daß die inneren Enden dieser,Stifte 45 in zylinderförmige Ausnehmungen in einander gegenüberliegenden Seitenker Hülse 36 eingreifen.

Der obere Teil des Hebelsystems 42 enthält ein Langloch 46, durch den eine am Dorn 30 befestigte Schraube 47 mit Spiel hindurchragt. Wenn eine auf der Schraube 47.sitzende Mutter 48 festgezogen wird, so wird das Hebelsystem 42 in Pig. 1 gesehen im Uhrzeigersinn verschwenkt, wodurch die innere Form 37 genau gegenüber der äußeren Form 15 eingestellt werden kann. Wenn die Mutter 48 gelöst wird, drückt der auf die innere Form 37 wirkende Rückdruck des Kunststoffmaterials die Hülse 36 stets sojweit zurück, daß das Hebel system 42 an der Mutter 48 anliegt. Wenn es hingegen erwünscht ist,die Hülse 36 zwangsweise zurückziehen zu können, kann man auf der gegenüberliegenden Seite des Hebelsystems 42 eine weitere Mutter 48 auf der Schraube 47 vorsehen.

Wie man am besten aus Fig. 7 erkennen kann, ist im Extruderkopf gehäuse 8 eine tangential zur Gehäusebohrung verlaufende Durchgangsbohrung 50 nahe dem hintersten Ende der Schulter/ J4 und genau gegenüber der Einlaßöffnung 9 vorgesehen. In dieser Durchgangsbohrung 50 steckt ein verdrehbares Ablaßventil 51 mit einer in Längsrichtung verlaufenden Nut 52, durch welche Kunststoffmaterial ausströmen kann, wenn der Extruder und der Extruderkopf zu arbeiten beginnen. Wenn der Extrusionsvorgang einmal in Gang gekommen ist, wird das Anlaßventil 51 so verdreht, daß die-Auslaßbohrüng 50 verschlossen ist oder daß nur eine so große Menge Kunststoff ausströdaß ein Stau des Kunststoff material dort vermieden

wird, wo die Kunststoffströme sich zuerst treffen.

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Der Drossel- oder Ausgleichsring 12 ist vorzugsweise so, wie in Pig. 5 und 6 dargestellt, ausgebildet. Dieser Drosseloder Ausgleichsring 12 besitzt in seiner Bohrung einen zylinderförmigen Abschnitt 54-und konische Abschnitte 56 und 57, die konzentrisch zur Mittellinie 58 des Ringes und der Formen 15 und 37 angeordnet sind, während die Bohrung weiterhin einen zylinderförmigen Abschnitt 59 und einen konischen Abschnitt 60 aufweist, deren Mitte auf einer exzentrisch versetzten Linie 61 liegt.

Der Dorn 30 ist auf seiner Außenseite mit einem Strömungsleitsteg 62 (siehe Fig. 1 und 7) gegenüber der Einlaßöffnung 9 versehen, welcher das einströmende Kunststoffmaterial aufteilt, so daß es praktisch gleichmäßig unjbeide Seiten des inneren Endes 32 des Domes 30 durch einen ringförmigen Kanal 63 strömt. Der exzentrische Abschnitt 59 gewährleistet dabei, daß der Strömungsquerschnitt von der Einlaßöffnung aus zum Bereich 65 gegenüber der Einlaßöffnung ständig zunimmt, wodurch der Materialstrom zwischen die Formteile 15 und 37 derart ausgeglichen wird, daß das Material gleichförmig durch die Form extrudiert werden kann.

Ein in den Formhalter 11 eingesteckter Stift 67 gewährleistet, daß der Drossel- oder Ausgleichsring 12 richtig gegenüber der Einlaßöffnung 9 eingestellt ist.

Patent«neprüoh«:

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Claims

Patentansprüche;

1.) Extruderkopf mit einer in einem ^uehäuse befindlichen, senkrecht zur Längsachse des Extruders verlaufenden Duron gangsÖffnung, in die radial eine Einlaßöffnung mündet und in der ein ringförmiger Durohgangskanal gebildet 1st, welcher zu dem Formmundstüok führt und sich an einem in der Extruderkopfbohrung stehenden Einsatz befindet, so daß Kunststoffmaterial od. dgl· auf einen Kern extrudlert werden kann, der in Längsriohtung durch den Einsatz hindurchbewegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz ein Dorn (30) mit einem konisoben Absohnitt (31), der in eine konische Bohrung (10) des Extruderkopfes (1) paßt, ist und daß ein Mechanismus (18) zum Verstellen des Domes (30) vorgesehen ist, der am Extruderkopf gehäuse (8) bewegbar gelagert ist und so am Dorn angreift, dad er denselben fest in das Extruderkopfgehäuse drüoken und in demselben festklemmen und ihn andererseits durch eine entsprechende Gegenbewegung aus dem Extruderkopfgehäuse lösen kann·

2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsmechanismus (18) für den Dorn (30) Hebelarme (19) aufweist, die am Extruderkopfgehäuse (8) versohwenkbar gelagert sind und den Dorn duroh Versohwenkbewegungen in entgegengesetzten Richtungen in der gewünsohten Weise verschieben·

3· Vorrichtung naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Hebelarme (19) vorgesehen sind, wobei in jedem Hebelarm ein Stift (27) steokt, die in diametral einander gegenüberliegende Sohlitze (29) des Domes (30) eingreifen, um axiale Kräfte auf den Dorn entsprechend den Sohwenkbevegungen der Hebelarme (19) zu übertragen·

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4. Vorrichtung nach Anspruoh 3» daduroh gekennzeichnet, daß dlt Stifte (27) In den Hebelarmen (19) verschiebbar sitzen, um sie vollständig aus den Schlitzen (29) des Dernee (30) herausziehen zu können·

5· Vorrichtung nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daS sioh duroh den Dorn (30) eine Hülse (36) erstreokt, die am inneren Ende einen inneren Formkörper (37) aufweist, der mit der Innenwand der im Extruderkopfgehäuse (8) befindlichen Durohgangsbohrung den die form darstellenden ringförmigen Kanal bildet und der gleiohzeitlg eine führung für einen Kern (C) enthält, wobei die Hülse (36) am entgegengesetzten Ende eine Vorrichtung (42) zum axialen Einstellen derselben gegenüber dem Dorn (30) aufweist, um somit den freien Querschnitt der ringförmigen Durohgangsöffnung verändern zu können·

6· Vorrichtung naoh Anspruch 5, daduroh gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum axialen Einstellen der Hülse (36) ein am Dorn (30) verschwenkbar gelagertes Hebelsystem (42) let, das derart an der Hülse (36) angreift, daß es dieselbe beim Verschwenken des Hebelsystems axial verstellt.

7· Vorrichtung naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß im Extrudergehäuse (8) gegenüber der Einlaßöffnung (9) eine als Auslaß dienende Bohrung (50) vorgesehen ist, in der sioh ein Ablaßventil (51) befindet, um ein kontrolliertes Ausströmen von überschussige« Kunststoffmaterial zu ermöglichen, wenn dasselbe zur ringförmigen Fornaöffnung strömt.

8· Vorrichtung naoh Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß das Extruderkopfgehäuse (8) mit eines Drossel- oder Ausgleichsring (12) zum Egalisieren der Strömung des

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SEu verarbeitenden Materials Texsehen ist, der mit dem Dorn (30) einen ringförmigen Durohgangskanal bildet» dessen Querschnitt sich von der Einlaßöffnung (9) um den Dorn herum zur entgegengesetzten Seite desselben ständig erweitert, wodurch ein entsprechender Druckabfall entsteht und das vom Extruder (4) in den Extruderkopf (1) gelangende Material gleichmäßig aus der ringförmigen Formöffnung ausströmt·

9· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, daduroh gekennzeichnet_f daß die Schulter (34) auf der Außenseite des Domes (30) vorgesehen ist und daß der Drossel- oder Ausgleichsring (12) in der Nähe dieser Schulter endet und eine Durohgangsbohrung mit einem nicht kreisförmigen bzw· exzentrisohen Abschnitt (59, 60) enthält, wodurch der im Dorn verbleibende ringförmige Kanal in seinem Querschnitt von der Einlaßöffnung (9) des Extruderkopfes (1) zur entgegengesetzten Seite des Domes zunimmt, damit der Strom des zu extruierenden Materials wegen der entstehenden Druokuntersohiede gleiohförmig aus der Formöffnung ausströmt.

10· Vorrichtung nach Anspruch 9, daduroh gekennzeichnet, daß die Bohrung des Drossel- oder Ausgleiohsringes (12) Abschnitte (54, 56 und 57), die konzentrisch,und andere Abschnitte (59, 60), die exzentrisch zum Hingmittelpunkt liegen, enthält, wobei die letztgenannten Abeohnitte einen zunehmenden radialen Abstand gegenüber dem im Drossel- oder Ausgleichsring liegenden Ende (32) des Domes aufweisen·

11. Vorrichtung naoh Anspruch 10, daduroh gekennzeichnet, daß der exzentrische Absohnitt (59, 60) der Bohrung des Drossel- oder Ausgleiohsringes (12) teilweise konisoh ist und dieser Absohnitt in konzentrisohe Abeohnitte

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(54, 57) dee Ringes übergeht.

12· Vorrichtung naoh Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drossel- oder Ausgleichsring (12) in Strömungsriohtung gesehen vorne eine Ansenkung (56) aufweist, deren axiale Tiefe aufgrund des anschließenden exzentrisohen Bohrungsabsohnittes (59) fortlaufend abnimmt·

13· Vorrichtung naoh Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das innere Formsttiok (37) in die Hülse (36) eingeschraubt ist und auf der Außenseite eine Formfläohe und innen eine als Führung dienende Durohgangsbohrung für einei Kern (C) aufweist, wobei dieser Formteil an der Rüokselte Vertiefungen (38, 39) zur Aufnahme eines Schlüssels enthält, die vom hinteren Ende der Hülse (36) zugänglioh sind und außerhalb des Bereiohes der Führungebohrung liege^, woduroh der innere Führungsteil an die Hülse (36) angeschraubt oder von derselben gelöst werden kann, ohne die Form-und Führungsflächen besohädigen oder zerstören zu können·

14· Vorrichtung naoh Anspruoh 13, daduroh gekennzeichnet, daß die Vertiefungen zur Aufnahme des Sohlüssels od. dgl. eine konische Bohrung (39) mit axial verlaufenden eingearbeiteten Vertiefungen oder Rasten (38) sind, welche in die konisohe Bohrung übergehen.

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