DE2706927B2 - Anlage zur Herstellung von Kunststoffprofilsträngen - Google Patents

Anlage zur Herstellung von Kunststoffprofilsträngen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Kunststoffprofilsträngen, mit einer Schneckenstrangpresse, einem Strangpreßwerkzeugkopf mit einer Massevorkammer und einer Strangpreßdüse, einem Kühl- und Kalibrieraggregat, einer steuerbaren Abzugsvorrichtung und einer Druckregeleinrichtung, wobei das Extrudat in der Massevorkammer einen statischen Massedruck aufbaut und die Druckrcgclcinrichtung nach Maßgabe der Druckdifferenz eines am Extrudat gemessenen Istwertes von einem adäquaten, vorgegebenen Sollwert die Abzugsvorrichtung steuert.
Extrudat bezeichnet den gesamten Kunststoffstrom, der die Strangpresse verläßt, gleichgültig, in welcher Form und in welchem Aggregamtstnnd sich dieser Kunststoffstrom befindet sowie unabhängig davon, ob er sich noch im Strangpreßwerkz.eugkopf als ungcformte Kunststoffmasse befindet oder als geformter Strang das Kühl und Kalibrieraggregat passiert, um als fertiger Kunstsknfprofilstrang in die Abzugsvorrichtung einzutreten. Kunststoffprofilstrang bezeichnet sowohl VoII- stränge als auch Hohlstränge und selbstverständlich auch Rohre, Strangpresse bezeichnet sowohl Einschnekkenextruder als auch Mehrschneckenextruder und insbes, Zweischneckenextruder.
Bei bekannten Anlagen der beschriebenen Gattung (Uteraturstelle: Kunststoff und Gummi, 6 (1967), Nummer 5, Seite 157 bis 162) befindet sich zwischen Strangpreßdöse und KühJ- und Kalibrieraggregat ein Freiraum, in dem das Extrudat eine Druckentlastung erfährt Vor der Kalibrierdüse, mit der das Kühl- und Kalibrieraggregat beginnt, bildet sich folglich ein Massestau und der anschließende Kalibriervorgang kommt einem Ziehvorgang gleich, wie er in der plastischen Metallverarbeitung z. B. beim Drahtziehen definiert ist Zwar wird der Abzug des Profilstranges Ober die Abzugsvorrichtung geregelt es bleiben jedoch störende Einflüsse von Störgrößen, die im Freiraum auf das Extrudat einwirken. Dazu gehören unkontrollierbare Temperatureinflüsse, aber auch durch Veränderung der Masseviskosität hervorgerufene, unterschiedliche Austrittsgeschwindigkeiten des Extrudates. Diese Mangel zeigen sich insbes. dann, wenn es sich darum handelt, Kunststoffprofilstränge komplizierter geometrischer Form im Wege des Strangpressens herzustellen. — Daneben ist es aber auch bekannt (DE-OS 25 07 186), daß eine Verbesserung der Genauigkeit beim Strangpressen, insbes. bei komplizierten Kunststoffprofil nur möglich ist, wcr.n der Freiraum zwischen Strangpreßwerkzeug und Kühl- und Kalibriervorrichtung beseitigt wird, weil dadurch auch Störgrößen, die den Regelkreis beeinflussen, entfallen.
Ausgehend von dieser Erkenntnis liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anlage so weiter auszubilden, daß Kunststoffprofilsiränge mit sehr geringen Fertigungstoleranzen hergestellt werden können, wobei es insbes. darauf ankommt, die maschinentechnischcn und die rcgeltechnischcn Voraussetzungen dafür zu schaffen, daß eine Verkeilung des Kunststoffprofilslranges in dem Kühl- und Kalibrieraggregat verhindert wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Kühl- und Kalibricraggrcgat druckdicht, aber axial- und/oder winkelverstellbar unter Zwischenschaltung von Wärmedämmbauteilen an den Slrangpreßwcrkzeugkopf angeschlossen ist und daü die Massevorkammer mit zumindest einer Massedruckmeßvorrichtung der Druckregcleinrichtung ausgerüstet ist.
Bei einer Anlage zur Herstellung eines Kunslstoffprofilstrangcs mit einer Schneckenstrangpresse, einem Strangpreßwerkzcug mit einer Massevorkammer und ciiier Strangprcßdüsc. einem Kühl- und Kalibrieraggregat, einer steuerbaren Abzugsvorrichtung und einer Druckregeleinrichtung, wobei die Schnecke mit einer Gcgendruckmcßvorrichtung für die Druckrcgelcinrichlung ausgerüstet ist, wird die angegebene Aufgabe dadurch gelöst, daß das Kühl· und Kalibrieraggregat druckdicht, aber axial und/oder winkelverstellbar unter Zwischenschaltung von Wärmcbautcilen an den Slrangpreßwerkzeugkopf angeschlossen ist.
Die Erfindung nutzt die überraschende Tatsache, daß eine Verkeilung des Kunslsioffprofilstranges in dem Kühl- und Kiilibriefäggrcgäf vermieden werden kann. wenn die Abzugsgeschwiiidigkcil des Kunststoffprofil stranges bzw. lcr Gegendruck der Schnecke nach Maßgabe des in der Massevorkammer gemessenen Druckes gesteuert wird. Die Steuerung isl eindeutig und kann ohne .Schwierigkeiten erfolgen, wem, nach Maßgabe der Druckdifferenz des Massedriickistwerics
in der Massevorkammer mit einem vorgegebenen Massedrucksollwert gearbeitet wird, wobei nur der Massedrueksollwert klein genug gewählt werden muß, um eine Verkeilung des Kunststoffprofilstranges zu verhindern. Anders ausgedrückt muß die Differenz der Massedrijcke im heißen und im kalten Werkzeugteil hinreichend groß sein. Im übrigen ist es im Hinblick auf geringe Fertigungstoleranzen möglich, bei der erfindungsgemäßen Anlage das Kühl- und Kalibrieraggregat axial- und/oder im Winkel zu verstellen, so JaQ bei Einrichtung der Anlage auf die Herstellung von Kunststoffprofilsträngen mit bestimmten Profilquerschnittim eine entsprechende Verstellung und Einstellung erfolgen kann, die auf den Profilquerschnitt Rücksicht nimmt und in Verbindung mit den übrigen beanspruchten Maßnahmen dazu führt, daß mit geringsten Fertigungstoleranzen gearbeitet wird. — Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigt in schematischer Darstellung
Fig. 1 eine Anlage zum Strangpressen vcü Kunststoffprofilsträngen,
Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer solchen Anlage,
Fig.3 den vergrößerten Ausschnitt Λ aus dem Gegenstand nach F i g. 1,
F i g. 4 den Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach F i g. 3,
F i g. 5 entsprechend der F i g. 4 einen Ausschnitt aus einer Anlage zur Herstellung von I lohlprofilen und die F i g. 6 und 7 Skizzen zur Erläuterung des Verfahrens.
Die in den F i g. I bis 5 dargestellte Anlage dient zum Strangpressen von Kunststoffprofilsträngen 1 aus Extrudat. Sie ist ausgerüstet mit einer Schneckenstrangpresse 2, einem Strangpreßwerk/eugkopf 3 mit einer Massevorkammer 4 und einer Strangpreßdüse 5. einem Kühl- und Kalibrieraggregat 6, einer steuerbaren Abzugsvorrichtung 7 und einer Druckregeleinrichtung 8.
Das Extrudat 9 baut in der Masscvorkamnier 4 einen statischen Massedruck auf. Die Druckregcleinnchtunge steuert nach Maßgabe der Differenz eines am Extrudat 9 gemessenen Istwertes von einem adäquaten, vorgegcbenen Sollwert zumindest die Abzugsvorrichtung 7. im Ausführungibeispiel aber auch die Jchneckenstrangpresse 2 bezüglich ihres Ausstoßes. Für die Anlage ist zunächst wesentlich, daß das: Kühl- und Kalibrieraggregat 6 hinreichend druckdicht an den Strangpreßwerk-/cugkopf 3 angeschlossen ist. Hinreichend druckdicht bezeichnet die Tatsache, daß das Extrudat 9 beim Übergang vom Strangpreßwerk/eugkopf 3 in das Küiil- und Kalibricraggrcgat 6 keine beachtliche Druckentlastung erfährt. Gleichzeitig sind jedoch zwischen Kühl- und Kalibrieraggregal 6 und Srangpreßwerkzeugkopf 3 Wärmedämmbauteile 10 vorgesehen, so daß auch in lempcraturmäßiger Hinsicht eindeutige Verhältnisse entstehen. Die Massevorkammer 4 ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit zumindest einer Massedruckmeßvorrichtung ti ausgerüstet, die der Druckregeleinrichtung 8 zugehört. Der Massedruck in der Massevorkammer 4 kann jedoch auch auf ganz andere Weise gemessen werden, nämlich durch eine GegendruckmeU-v.iriichtung 12 der Schnecke Ii. Diese Aiisführiingsform isi in F i g. 2 mgideutet worden. jedenfalls wird das Extrudat 9 ohne Druckentlastung vom Str<»ngpreßwerlweugkopf 3 in das Kühl- und Kalibrieraggregat 6 eingeführt. Als am Extrudat 9 gemessener Istwert wird der Massedruckistwert in der Massevorkammer 4 gemessen sowie mit einem Massedrucksoüwert verglichen, der klein genug ist, um eine Verkeilung des Kunststoffprofilstranges 1 in dem Kühl- und Kalibrieraggregat 6 zu verhindern. Das wird anhand der Fi g, 6 und 7 ausführlicher erläutert- Wenn Schwierigkeiten
ίο auftreten, um allein durch Änderung der Abzugsgeschwindigkeit für den Kunststoffprofilstrang 1 den angestrebten Effekt der Verkeilungsverhinderung zu erreichen, empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen,daß das Kühl- und Kalibrieraggregat 6 und/oder
π die Wärmedämmbauteile 10 sowie ggf. (bei der Erzeugung von Hohlprofilen) der Dorn 14 aufgerauhte Werkzeugoberflächen 15 aufweisen. Das ist in der Fig.3 übertrieben angedeutet worden. Es kann sich dabei auch um unterbrochene Werkzeugoberflächen handeln. Die Wärmedämmbauteile 10 können als keramische Paß- und Kontaktstüc! -;■. oder auch als keramischer Paß- und Kontaktring ausgeführt sein. Das Kühl- und Kalibrieraggregat 6 kann axial verstellbar und/oder winkelverstellbar an den Strangpreßwerk-
2") zeugkopf 3 angeschlossen sein, wie es an sich bekannt und aus Einrichtungsgründen üblich ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird der Ausstoß der Schneckenstrangpresse 2 durch axiale Verstellung der Schnecke 13 gesteuert. Das empfiehlt sich also insbes.
dann, wenn der Massedruckistwert als Gegendruck an der Schnecke 13 gemessen wird. Durch axiale Verstellung der Schnecke 13 können gleichzeitig unvermeidbare Schwankungen des Massestromes ausgeglichen werden. Bei der Ausführungsform nach F i g. 1
r. ist der Ausstoß der Schneckenstrangpresse durch Drehzahlverstellung der Schnecke, ggf. zusätzlich, steuerbar. Man kann aber auch mit einer verstellbaren Drossel 16 arbeiten, wie sie der Vollständigkeit halber in F i g. 2 schematisch angedeutet worden ist.
■to Die F i g. 6 und 7 erläutern den Effekt der Anlage. In der Fig. 6 ist zunächst im Übergangsbereich 17 /.wischen Strangpreßdüse 5 und Eintrittsdüse 18 des Kühl- und Kalibrieraggregates 6 dargestellt worden, welches Geschwindigkeitsprofil sich im Extrudat 9
■ir) aufbaut, wenn der Kunststoffprofilstrang 1 in diesem Bereich nur durch Pressen gefördert wird, die Abzugsvorrichtung 7 den Kunststoffprofilstrang 1 also nur mehr oder weniger synchron abführt. Demgegenüber zeigt die F i g. 7 die Verhältnisse, die sich einstellen.
"hi wenn die Abzugsvorrichtung 7 so arbeitet, daß eine Verkeilung des Kunslsloffprofilstranges in dem Kühl- und Kalibrieraggregat 6 nicht mehr möglich ist. Auch hier erkennt man ein Geschwindigkeitsprofil im Ktinsty'offprofilstrang I, dieses ist jedoch viel langgc-
■■>■'> streckter als bei Fig. 7. Folglich ist der radiale Druck PR 1 bei der Ausführungsform nach I- i g. ό sehr viel größer als der radiale Druck PR 2 bei der Ausführungsform nach Fig. 7, und man erkennt, daß der radiale Druck des KunslMoffprofilstranges 1 so klein gemacht
wi werden kann, daß Verkeilungen nicht mehr eintreten. Dazu ist es aber nicht erforderlich, im Kunststoffprofilstrang I innerhalb der Strangpreßdüse 5 oder innerhalb des Kühl- und Kalibrieraggregates b selbst :u messen.es genügt vielmehr die beschriebene Messung in der
'■· Massev.irkiimmer 4. wenn mit einem Masscdrucksollwerl verglichen wird, ik'r eben klein genug ist.
Hierzu 4 Blatt ZeidiiHimzcn

Claims (4)

Patentansprüche;
1. Anlage zur Herstellung von Kunststoffprofjtsträngen, mit einer Schneckenstrangpresse, einem Strangpreßwerkzeugkopf mit einer Massevorkammer und einer Strangpreßdüse, einem Kohl- und Kalibrieraggregat, einer steuerbaren Abzugsvorrichtung und einer Druckregeleinrichtung, wobei das Extrudat in der Massevorkammer einen statischen Massedruck aufbaut und die Druckregeleinrichtung nach Maßgabe der Druckdifferenz eines am Extrudat gemessenen Istwertes von einem adäquaten, vorgegebenen Sollwert die Abzugsvorrichtung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühl- und Kalibrieraggregat (6) druckdicht, aber axial- und/oder winkelverstellbar unter Zwischenschaltung von Wärmedämmbauteilen (10) an den Strangpreßwerkzeugkopf (3) angeschlossen ist und daß die Massevorkammer (4) mit zumindest einer Massedruckmeßvorrichtung (11) der Druckregeteinrichtung (8) ausgerüstet ist.
2. Anlage zur Herstellung eines Kunststoffprofilstranges, mit einer Schneckenstrangpresse, einem Strangpreßwerkzeugkopf mit einer Massevorkammer und einer Strangpreßdüse, einem Kühl- und Kalibrieraggregat, einer steuerbaren Abzugsvorrichtung und einer Druckregeleinrichtung, wobei die Schnecke mit einer Gegendruckmeßvorrichtung für die Druckregelcinrichtung ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das KQh!- und Kalibrieraggre- κι gat (6) druckdicht, aber axial- und/oder winkelverstellbar unter Zwischenschaltung von Wärmcdämmbauteilen (10) an den Strangpreßwerkzeugkopf (3) angeschlossen ist.
3. Anlage nach einen, der Ansprüche I oder 2, η dadurch gekennzeichnet, daß it! Combination dazu das Kühl- und Kalibrieraggregat (6) und/oder die Wärmedämmbauteile (10) sowie ein zur Hohlprofilherstellung vorgesehener Dorn (14) eine unterbrochene Werkzeugoberflächc (15) aufweisen. w
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmedammbauteile (10) keramische Paß- und Komaktstückc oder ein Paß- und Kontaktring angeordnet sind.
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