DE2446421C3 - Spritzkopf zum Strangpressen von Hohlprofilen aus Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spritzkopf zum Strangpressen von Hohlprofilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Dornhaltestege bewirken eine Zerschneidung des zunächst geschlossenen Materialflusses in Einzelstränge. In dem zwischen den Dornhaltestegen und dem Düsenende liegenden Düsenbereich erfolgt zwar bei ausreichender Länge desselben die Wiederverschmelzung der Einzelstränge zu einem in sich geschlossenen Hohlkörper, beispielsweise zu einem Rohr oder Schlauch. Die Fertig- oder Halbfertigprodukte lassen aber die Stellen, an denen die Wiederverschmelzung stattfindet, vielfach als Längsmarkierungen erkennen. Diese Längsmarkierungen treten bei insbesondere dickwandigen Rohren großen Durchmessers häufig gut sichtbar und als Rillen mit Rillentiefen bis zu einem Millimeter besonders störend in Erscheinung. Einer Verlängerung der Spritzköpfe, insbesondere solcher für Rohre großen Durchmessers, sind konstruktive und verfahrensmäßige Grenzen gesetzt.

Die Rillen lassen sich aus dem Fließvcrhalten des Werkstoffs erklären. Dessen Fasern oder Molekülketten orientieren sich nämlich beim Vorbeigleiten an den Dornhaltestegen in Längsrichtung. Als Folge dieser Längsorientierung ist selbst nach dem Verschmelzen der Einzelstränge die sonst übliche Vernetzung oder Verästelung der Fasern bzw. Molekülketten unterbrochen. In diesem Zusammenhang wird auf die Zeitschrift »Kunststoffe« 1973/423 ff, hingewiesen.

Die in Rede stehenden Erscheinungen haben sich in zweierlei Hinsicht als nachteilig erwiesen. Einmal beeinträchtigen sie das Aussehen der betreffenden Hohlkörper erheblich. Zum anderen setzen sie deren Festigkeit beträchtlich herab. Aufgrund der letzterwähnten Tatsache kann beispielsweise bei stranggepreßten Kunststoffrohren vor allem die Berstdruckfestigkeit zu wünschen übrig lassen.

ίο Zu den bekannten Maßnahmen, die aufwendig und mit nicht großem Erfolg auf eine Begünstigung der Verschmelzung der aus den Kanalabschnitten zwischen den Dornhaltestegen austretenden Einzelstränge^ und damit auf eine Beseitigung der vorerwähnten Längs-

W markierungen gerichtet sind, zählen das Einschneiden von gegenläufigen Gewinden in die innere Mantelfläche der Düse des Spritzkopfgehäuses und die äußere Mantelfläche des Domes im zwischen den Dornhaltestegen und dem Düsenende liegenden Spritzkopfabschnitt, das Ausstatten der einzelnen Dornhaltestege mit Leitvorrichtungen in Gestalt zweier sich schneidender Wendefiächen und das Anordnen von Rührwerkzeugen im stromabwärts der Dornhaltestege liegenden Düsenkanalabschnitt. Nach der US-PS 34 88 669 soll der Dornhaltesteg stromlinienförmig ausgebildet sein. Diese Maßnahme findet ihre Grenze an dem festigkeitsmäßig notwendigen Querschnitt der Dornhaltestege.

Gemäß der DE-AS 20 13 447 ist zur Erreichung der gewünschten Homogenität von Schlauchfolien bei einem Spritzkopf in Strömungsrichtung hinter den Dornhaltestegen ein Stauraum mit einer vor einem Austrittsringschlitz in einem Ringspalt auslaufenden nutenförmigen Ausbuchtung hinter jedem Dornhaltesteg vorgesehen. Durch die Ausbuchtungen sollen die durch die Dornhaltestege hervorgerufenen Ungleichmäßigkeiten im Material beseitigt werden. Die diesen abhelfenden Maßnahmen setzen somit erst hinter den Dornhaltestegen ein, erfordern zusätzliche Einbauten und haben eine Verlängerung des Kanal wegs zur Folge.

Die Erfindung geht von diesem Spritzkopf aus und löst durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebene Maßnahme die Aufgabe, das Verschmelzen der aus den Kanalabschnitten zwischen den Dornhaltestegen austretenden Einzelstränge zu einem in sich geschlossenen Hohlkörper wirksamer als bisher und doch mit weniger Aufwand zu gewährleisten.

Auf Grund der erfindungsgemäßen Maßnahme, die bereits im Bereich der Dornhaltestege durch eins entsprechende Führung des Materials einsetzt und

so deren Ausführung sich sehr einfach gestaltet, kommt es stromabwärts der Dornhaltestege zu wulstartigen Werkstoffanhäufungen im Randbereich des Hohlkörpers.
Diese Werkstoffanhäufungen und der bei deren Verdrängung erzeugte zusätzliche Druck sind es, die den Verschmelzungsprozeß in entscheidender Weise fördern. Besonders ins Gewicht fällt diese Maßnahme bei Spritzköpfen, in denen die Betriebsdrücke Spitzenwerte erreichen und die Dornlialtestege mit Rücksicht auf diese Drücke stark und lang ausgelegt werden müssen. Hierzu zählen vor allem diejenigen Spritzkopfarten, die beim Strangpressen dickwandiger Rohre großen Durchmessers zum Einsatz gelangen. Erfindungsgemäß läßt sich die bisher bei solchen strangge-

&5 preßten Rohren beobachtete tiefe Rillenbildung im Rohrmantel vermeiden oder zumindest auf ein unerhebliches Maß reduzieren.
Die Ausbuchtungen in den Kanalabschnitten können

einen kreiszylindrischen, elliptischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen, ausschließlich in das Spritzkopfgehäuse und/oder in den Dorn oder zum einen Teil in das Spritzkopfgehäuse und in den Dorn, zum anderen Teil in die Dornhaltestege oder aber ausschließlich in letztere eingearbeitet werden. Von den aufgezeigten Möglichkeiten ist der Einarbeitung der Nuten z, B, von halbkreisförmigem Querschnitt in die Dornhaltestege der Vorzug zu geben (Anspruch 2), und zwar deshalb, weil sie fertigungstechnisch am wenigsten aufwendig ist, zumal dann, wenn die Dornbaltestege als gesonderte Teile zwischen Gehäuse und Dorn einsetzbar ausgebildet sind.

Aus strömungstechnischer Sicht hat sich eine Ausführung entsprechend den Ansprüchen 3 und 4 als zweckmäßig erwiesen. Je nach Beschaffenheit des jeweils zur Verarbeitung gelangenden Kunststoffs empfiehlt es sich mitunter, gemäß einem weiteren ausgestaltenden Erfindungsmerkmal die Größe der Ausbuchtungen in Förderrichtung des Kunststoffs allmählich zunehmen zu lassen (Anspruch 5). Aus der US-PS 36 09 809 isi es bereits bekannt, die Kanalabschnitte in Strömungsrichtung des Materials b»s zur Mitte der Dornhaltestege enger und ab dieser MiUe bis zum Ende der Dornhaltestege weiter werden zu lassen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines Spritzkopfes zum Strangpressen von Rohren,

F i g. 2 denselben Spritzkopf in einem Teilquerschnitt entlang der Schnittlinie II-II in F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt durch einen der Dornhaltestege des Spritzkopfes entlang der Schnittlinie ΙΠ-ΙΙ1 in Fig.l,

F i g. 4 eine abweichende Ausführung des Dornhaltesteges in einem Teillängsschnitt und

F i g. 5 bis 7 Teilquerschnitte durch andere abgewandelte Dornhaltestege.

F i g. t gibt einen zum Strangpressen relativ dickwandigen Druckroh, e großen Durchmesser aus thermoplastischem Kunststoff bestimmten Spritzkopf 1 wieder. Er weist ein dreiteiliges Gehäuse 2, einen dreiteiligen Dorn 3 und mehrere, über den Dornumfang gleichmäßig verteilte Dornbaltestege 4 sowie eine Kalibrierdöse 5 auf. Das Spritzkopfgehäuse 2 und der Dorn 3 bilden einen ringförmigen Düsenkanal 6, an den sich die Kalibrierdüse 5 anschließt Stromaufwärts des Düsenendes 7 ist der Düsenkanal 6 durch die mit dem ringförmigen Teil 2a des Gehäuses 2 und mit dem ringförmigen Teil 3a des Domes 3 ein gemeinsames Teil bildende Dornhaltestege 4 in mehrere Kanalabschnitte unterteilt

to Die in radialer Richtung vom Teil 2a des Gehäuses 2 und vom Teil 3a des Doms 3 begrenzten Kanalabschnitte sind mit 8 bezeichnet, wie der F i g. 2 entnehmbar ist, und im Bereich der beiden radialen Enden der Dornhaltestege 4 mit im Querschnitt etwa halbkreisförrnigen Ausbuchtungen 9 versehen, die sich in Form von Einbuchtungen in ihrer Gesamtheit in den Dornhaltestegen 4 befinden. Deren Querschnittsform ebenso wie die Längserstreckung der Ausbuchtungen 9 an den Dornhaltestegen 4 sind F i g. 3 entnehmbar. Im stromabwärts gelegenen Teil des Dornhaltesteges 4 sind Einbuchtungen nicht vorgesehen; dies beginnen erst etwa an der breitesten Stelle des Domhai:es*eges 4.

In F i g. 4 ist ein im Querschnitt ein linsenförmiger Dornhaltesteg 10 wiedergegeben. Die beiderseits desselben liegenden Kanalabschnitts 12, die in Richtung des Pfeils 11 von der Kunststoffmasse durchströmt werden, weisen Ausbuchtungen 13 auf, für die eine in Längsrichtung allmählich zunehmende Größe gewählt worden ist

Fig.5 zeigt den Querschnitt durch sine weitere Abwandlung der Form der Dornhaltestege. Der Schnitt ist — ebenso wie in Fig.2 — in einem Bereich durch den Spritzkopf 15 gelegt i" dem der von einem Gehäuse 16 und Dorn 17 gebildete ringförmige Düsenkanal durch Dornhaltestege 18 in einander gleich große Kanalabschnitte 19 unterteilt ist. Diese weisen solche Ausbuchtungen 20 auf, daß sich in den Dornhaltestegen 18 Nuten mit rechteckigem Querschnitt ergeben.

In den Fig. 6 und 7 sind weitere Arten von Ausbuchtungen dargestellt. Nach F i g. 6 sind Ausbuchtungen 21 so ausgestaltet, daß sie die Kanalabschnitte 23 in rad-iler Hinsicht vergrößern, wogegen Ausbuchtungen 22 nach F i g. 7 die Kanalabschnitte 24 außerdem in Umfangsrichtung vergrößern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Spritzkopf zum Strangpressen von Hohlprofilen, insbesondere von dickwandigen Rohren mit großem Durchmesser, aus Kunststoff, vorzugsweise thermoplastischem Werkstoff, mit einem Düsengehäuse, einem in diesem angeordneten Dorn und einem zwischen diesem und dem Düsengehäuse gebildeten Düsenkanal, wobei der Dorn am Düsengehäuse mittels den Düsenkanal in Kanalabschnitte unterteilenden Dornhaltestegen gehaltert ist und wobei in axialer Richtung verlaufende nutenförmige Ausbuchtungen im Düsenkanal vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtungen (9 bzw. 13 bzw. 20 bzw. 21 bzw. 22) im Bereich des einen radialen Endes oder der beiden radialen Enden der Dornhaltestege (4 bzw. 10 bzw. 18) angeordnet sind und sich bis zum stromabwärts gelegenen Ende der Dornhaltestege (4 bzw. 10 bzw. 18) erstrecken.

Z Spritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtungen (9 bzw. 13) der Kanalabschnitte (8 bzw. 12) in den Dornhaltestegen (4 bzw. 10) eingearbeitet sind.

3. Spritzkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Ausbuchtungstiefe zu Ausbuchtungsbreite über die gesamte Ausbuchtungslänge kleiner als 1 ist

4. Spritzkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtungen eine bis zu 20% der maximalen Dornhaltestegebreite betragende Breite besitzen.

5. Spritzkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtungen (13) eine in Förderrichtur^ des Kunststoffes allmählich zunehmende Größe besitzen.