DE2123333B2 - Verfahren und vorrichtung zum ausformen oder kalibrieren von extrudierten kunststoffprofilkoerpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausformen oder Kalibrieren von extrudierten Kunststoffprofilkörpern, die kontinuierlich einen Kalibrierkanal durchlaufen und dabei einem Gasdruckunterschied zwischen ihrer Innen- und Außenfläche ausgesetzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Ausform- oder Kalibriervorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens mit einem einen Kalibrierkanal begrenzenden Block mit gegen die zu bearbeitenden Profilkörper gerichteten Gasöffnungen.

Bekanntlich können extrudierte Kunststoffprofile ihre Form, die sie am Austritt des Extruders aufweisen, nicht beibehalten, da sie sich noch infolge der Wärme in einem erweichten Zustand befinden. Man läßt sie also eine Ausform- oder Kalibriervorrichtung durchlaufen, wo sie gekühlt und kalibriert werden, was ihnen eine stabile und definitive Gestalt verleiht.

Es ist auch bekannt (französische Patentschrift 102), ein extrudiertes Kunststoffrohr die Form und die Abmessungen des Kalibrierkanals der Vorrichtung mittels eines Unterdrucks annehmen zu lassen, der das extrudierte Kunststoffmaterial gegen die Wand der Formvertiefungen drückt.

Beschrieben ist dort allerdings nur die Kalibrierung eines extrudierten Kunststoffrohres. Kurz erwähnt sind noch andere hohle, kontinuierlich durch Extrudieren hergestellte Gegenstände, wobei allerdings keine weiteren Beispiele genannt werden. Man hat dann in Betracht gezogen, die Lehre dieser Patentschrift mit Unterdruckkalibrierung auf die Herstellung von Profilkörpern aus Kunststoffmaterial mit einem Querschnitt anzuwenden, der einen Teil von Ringgestalt und einen daran anschließenden schalenförmigen Querschnitt aufweist, beispielsweise Rinnen aus Kunststoff.

Bei der Umsetzung dieser Maßnahmen in die Praxis hat es sich gezeigt, daß Schwierigkeiten in den sich widersprechenden Bedingungen beim Durchgang des extrudierten Kunststoffprofils durch die Ausformvonichtung auftraten. Um nämlich die Produktion nicht zu verlangsamen, muß man ein Minimum an Reibung zwischen dem Profilkörper und dem Kalibrierkanal erzielen, um die kontinuierliche Bewegung dieses Profilkörper^<: zu erleichtern, was das Vorhandensein eines beträchtlichen Spiels zwischen Profilkörper und Kanal bedingt. Ist aber dieses notwendige Spiel vorgesehen, so läßt sich der Unterdruck nicht gleichförmig auf sämtliche Wände des Kanals verteilen, so daß sich keine genaue Kalibrierung einstellt, was ja das erste Ziel ist. Man versucht also, zunächst einen Unterdruck in einer ersten Richtung auf einen kleinen Teil der Länge der Ausformwand auszuüben und dann einen Unterdruck auf den anderen Teil dieser Länge, jedoch in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung. Somit besteht eine Verschiebung in Richtung der Länge zwischen dem den Unterdrücken ausgesetzten Zonen, und diese Zonen sind vorzugsweise durch eine neutrale Zone ohne Druck getrennt.

Diese Technik, die man Vakuumkalibrierung nennt, hat den Nachteil, daß sich eine Kipperscheinung zwischen dem Bereich, der auf der einen Seite einem Unterdruck ausgesetzt ist, und dem Bereich ergibt, der auf der anderen Seite einem Unterdruck ausgesetzt ist. Das Profil verklemmt sich in der Formvertiefung bzw. im Profil der Kalibriereinrichtung. Daraus ergibt sich, daß die Ziehvorrichtung des Kunststoffprofils, die an die Ausformvorrichtung angeschlossen ist, erhebliche Zugkräfte ausüben muß, um den Profilkörper die Ausformvorrichtung durchlaufen zu lassen, und daß sich der noch plastische Profilkörper manchmal im Inneren der Ausformvorrichtung verformt auf Grund eben dieser Kipperscheinung. Hieraus ergeben sich Stöße im Vorschub des Profilkörpers und im Produktionsablauf.

Vorgeschlagen werden soll somit ein Verfahren zum Ausformen oder Kalibrieren von extrudierten Kunststoffprofilkörpern der eingangs genannten Art, das gleichzeitig eine erhöhte Produktion ermöglicht, in dem Reibungserscheinungen auf ein Minimum gehalten werden, und das andererseits eine genaue Kalibrierung von Form und Abmessungen der Profilkörper gestattet.

Erreicht wird dies dadurch, daß zum Ausformen oder Kalibrieren von Kunststoffprofilkörpern mit ringförmigem und daran anschließend schalenförmigem Querschnitt der Innenraum des Ringteils einem Gasüberdruck ausgesetzt wird und gleichzeitig zwischen den beiden Oberflächen des Schalenteils und der Wand des Kalibrierkanals ein Gasfilm erzeugt wird.

Eine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignete Ausform- und Kalibriervorrichtung ist in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.

Vorzugsweise arbeitet man hierbei mit Extruder und Ausform- oder Kalibriervorrichtung, wie sie oben erwähnt ist, die sich auszeichnet durch eine Leitung zum axialen Einführen von Druckgas im Ringteil des Kalibrierkanals, die im rechten Winkel 5 den Diisenmittelteil und dessen Dorn durchsetzt, und durch mehrere als die Formkörper durchsetzende Bhsleitungen ausgebildete Öffnungen für Druckgas im Schalenteil des Kalibrierkanals.

Da nach der Erfindung ein Luft- oder Gaskissen zwischen dem Kunststoffprofilkörper und dem Kalibrierkanal eingeführt ist, fallen die Reibungserscheinungen fort, derart, daß das Spiel zwischen Profilkörper und Kanal reduziert werden kann, was eine genaue Kalibrierung bei gleichzeitig fehlender Reibung zu erhalten gestattet, wodurch wiederum eine günstige Produktionsziffer erreicht wird.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Ausformvorrichtung nach der Erfindung, teilweise im lotrechten Längsschnitt sowie mit weggebrochenen Teilen, wobei die Vorrichtung an einen Extruder angeschlossen und zur Kalibrierung eines Rinnenprofüs bestimmt ist,

F i g. 2 einen lotrechten Querschnitt der Vorrichtung entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;

F i g. 3 und 4 zeigen jeweils eine Draufsicht auf Abschnitte eines konkaven und eines konvexen Teils der Ausformvorrichtung;

F i g. 5 zeigt einen lotrechten Querschnitt entsprechend F i g. 2 einer Ausformvorrichtung für Plastikprofile mit T-förmigem Querschnitt.

In den Fig. 1 bis 4 ist die Formgebung durch Kalibrieren eines thermoplastischen Kunststoffprofils P veranschaulicht, das aus einer Rinne mit halbkreisförmigem Querschnitt mit einer Längskante α und aus einem an der gegenüberliegenden Kante festen Rohrkörper b besteht.

Die Rinne tritt aus der aus zwei Teilen 1, 2 bestehenden Düse eines Extruders A aus und durchläuft in warmem Zustand die Ausformvorrichtung B.

Diese besteht aus zwei Teilen, von denen der eine, 3, mit Konkavflächen3a,3b und der andere, 4, mit konvexen, 4 a, und konkaven, 4 b, Flächen zwischen einLider einen Kalibrierkanal 5 bildet, dessen Querschnitt demjenigen des Kunststoffprofils P entspricht einschließlich dessen Rohrkörpers b, dem die konkaven Flächen 3 b, 4 b entsprechen.

Die Vorrichtung weist eine entsprechende Länge auf, damit an ihrem Ausgang das Kunststoffprofil in endgültiger und stabiler Form gebildet ist.

Blasleitungen 6 und 7 durchdringen die Teile 3 und 4 und münden im Kalibrierkanal 5 in Blasöffnungen für Druckluft unter einem Druck von beispielsweise 0,5 bis 1 bar. Die Blasleitungen 6 und 7 sind an Speiseleitungen 8, 9 für Luft oder anders strömungsfähige Druckmedien angeschlossen, die in Richtung der Teile / eintreten.

Die Blasleitungen 6 und 7 enden in feinen halbkreisförmigen Nuten 10 und 11, die in regelmäßigen Abständen in den Wänden der Teile 3 und 4 (vgl. Fi g. 3 und 4) angeordnet sind.

Zwischen der Oberfläche des Kalibrierkanals 5 und dem Kunststoffprofil P ist ein geringer Abstand von beispielsweise 0,2 bis 0,3 mm bei einer radialen Dicke des extrudierten Kunststoffprofils von 1,3 bis 2,5 mm vorgesehen, der bei den bekannten Ausformvorrichtungen 0,4 mm groß ist.

Statt den Rohrkörper b im Kalibrhrkanal einer Saugwirkung zu unterwerfen, wie es bei den bekannten Ausformvorrichtungen geschieht, wird beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel Luft oder ein anderes Gas unter leichtem Überdruck von 0,02 bis 0,05 daN/cm in das Innere des Rohrkörpers eingeblasen. Man bedient sich dabei zweckmäßig folgender Vorrichtung nach Fig. 1:

Der Teil 1 Her mit einem Dorn 13 versehenen Extruderdüse wird von einer abgewinkelten Leitung 14 durchdrungen, die an eine äußere Leitung 15 für Luft oder ein anderes unter leichtem Druck stehendes Gas angeschlossen ist. Die Leitung 14 mündet am Ende des Dc -is 13 im Inneren des Rohrkörpers b. Am Ausgang der Ausformvorrichtung verschließt ein an den Innendurchmeser des Rohrkörpers ö angepaßter Stopfen 16 den Hohlraum des Rohrkörpers b, der fortlaufend auf dem Stopfen 16 gleitet. Der Stopfen 16 ist über ein Verbindungsglied 17 an einem Haken 18 am Ende des Doms 13 der Extruderdüse eingehakt. Der Stopfen 16 begrenzt im Inneren des sich durch die Ausformvorrichtung B erstreckenden Rohrkörpers b eine Kammer 19 konstanten Volumens, in welcher der Druck der Luft oder des Gases herrscht, das durch die Leitung 14 eingeblasen wird.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Das fortlaufend aus dem Extruder A austretende Kunststoffprofil P tritt in infolge der Wärme weichem Zustand in die Ausformvorrichtung B ein. Ihr Rohrkörper b wird durch den Drurk in der Kammer 19, der durch die durch die Leitung 14 eingeblasene Luft herrscht, an die zylindrischen konkaven Flächen 3 b, 4 b des Kalibrierkanals 5 angelegt. Der rinnenförmige Teil des Kunststoffprofils P verschiebt sich in dem verbleibenden Raum des Kalibrierkanals 5 zwischen den Flächen 3 a, 4 a, steht aber nicht direkt mit diesem in Berührung, sondern über einen Film aus Luft, die über die Blasleitungen 6 und 7 eingeblasen wird und in die Nuten 10 und 11 mündet.

Das Kunststoffprofil P wird infolgedessen mit großer Genauigkeit kalibriert, weil das Spiel in dem Kalibrierkanal 5 für den Rinnenteil geringfügig und für den Rohrkörper b gleich Null ist.

Weil der Rohrkörper b nur auf einer geringen Außenoberfläche mit den Flächen 3 b, 4 b des Kalibrierkanals 5 in Berührung steht, ist der Reibungswiderstand, der bich dem Vorrücken des extrudierten Kunststoffprofils P entgegenstellt, relativ gering. Infolge des vorhandenen Luftfilms werden fei.ier Reibungen des Rinnenteils auf den Flächen 3 α, 4 α vermieden, so daß Vorrücken des Kunststoffprofils nicht verlangsamt wird.

Am Ausgang der Ausformvorrichtung wird das Kunststoffprofil P abgekühlt.

F i g. 5 zeigt die Anwendung der Erfindung auf ein Kunststoffprofil mit T-förmigem Querschnitt. In diesem Fall sind lediglich Blasleitungen 6 und 7 für Druckluft vorgesehen, die in den Kalibrierkanal 5 der Ausformvorrichtung münden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ausformen oder Kalibrieren von extrudierten Kunststoffprofilkörpern, die kontinuierlich einen Kalibrierkanal durchlaufen und dabei einem Gasdruckunterschied zwischen ihrer Innen- und Außenfläche ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausformen oder Kalibrieren von Kunststoffprofilkörpern mit ringförmigem und daran anschließend schalenförmigem Querschnitt der Innenraum des Ringteils einem Gasiiberdruck ausgesetzt und gleichzeitig zwischen den beiden Oberflächen des Schalenteils und der Wand des Kalibrierkanals ein Gasfilm erzeugt wird.

2. Ausform- oder Kalibriervorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit "^:nem einen Kalibrierkanal begrenzenden Block mit gegen die zu bearbeitenden Profil- ao körper gerichteten Gasöffnungen, gekennzeichnet durch eine Leitung (15,14) zum axialen Einführen von Druckgas im Ringteil (3 b, 4 b) des Kalibrierkanals (5), die im rechten Winkel den Düsenmittelteil (1) und dessen Dorn (13) durchsetzt, und durch mehrere als die Formkörper durchsetzende Blasleitungen (6, 7) ausgebildete Öffnungen für Druckgas im Schalenteil (3 α, 4 ä) des Kalibrierkanals (5).

3. Verrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen gleitbr'en Stopfen (16) im Ringteil (3 b, 4 b) des Kalibrierkanals (5), der zum Abgrenzen einer Kämmt über ein Verbindungsglied (17) an ein Teil (18) an der Mündung der Leitung (14) der Extruderdüse angeschlossen ist.