DE2740579A1

DE2740579A1 - Schlauchkopf zum herstellen eines hohlstranges aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE2740579A1
Application number: DE19772740579
Authority: DE
Inventors: Dietmar Przytulla
Original assignee: Mauser KG
Current assignee: Mauser KG
Priority date: 1977-09-09
Filing date: 1977-09-09
Publication date: 1979-03-22
Also published as: US4208178A

Description

Schlauchkopf zum Herstellen eines Hohlstranges aus thermoplastischem Kunststoff

Die Erfindung betrifft einen Schlauchkopf zum Herstellen eines Hohlstranges aus thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus einem extrudergespeisten Spritzkopf, der einen durch die Außenwand einer Pinole einerseits und die Innenwand des Spritzkopfgehäuses andererseits begrenzten, über einen Massekolben zur Spritzdüse über einen Zuführungskanal hin entleerbaren ringförmigen Speicherraum aufweist.

Um eine Vergleichmäßigung der Verweilzeit der einzelnen Materialteilchen innerhalb des Spritzkopfes gegenüber herkömmlichen Schlauchköpfen mit einem konzentrisch zum Speicherraum angeordneten und von einem feststehenden Teil des Spritzkopfes begrenzten, dem Speicherraum vorgeschalteten Kanal herbeizuführen, wurde ein Schlauchkopf vorgeschlagen, bei dem der vorgeschaltete Kanal in seiner Länge vom Hub des Massekolbens abhängig und dabei zusätzlich von einer der Mantelflächen des Ringkolbens begrenzt ist.

Hierdurch soll erreicht werden, daß sich das durch den vorgeschalteten Kanal in den Speicherraum strömende Material immer wieder unter die untere Stirnfläche des sich beim Arbeitshub nach unten in Richtung auf die Austrittsdüse bewegenden Kolbens sammelt, so daß das bei der Füllung des Speicherraumes zunächst in den der Austrittsdüse zugekehrten Bereich des Speicherraumes eintretende Material dort auch im Verlauf des weiteren Füllvorganges bleibt und somit beim darauffolgenden Ausstoßvorgang auch wieder als erstes durch die Austrittsdüse ausgestoßen wird.

Das thermoplastische Material erhält hierdurch frühzeitig in dem dem Speicherraum vorgeschalteten Kanal einen ringförmigen Querschnitt, den es bis zum Auspressen aus der Austrittsdüse beibehält. Durch diese frühzeitige Anpassung des Materials

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an seine endgültige Form sollen Fließlinien und andere Unregelmäßigkeiten in der Schlauchmanteldicke vermindert werden.

Durch den sich in seiner Länge während des Kolbenhubes ändernden Vorschaltkanal treten jedoch Druckänderungen im Extruder auf, die wiederum Temperaturschwankungen im Material bewirken und hierdurch unterschiedliches Reckverhalten des Schlauches beim Aufblasvorgang begünstigen.

Weiterhin ändert sich durch den Kolbenhub die an der Kanalbegrenzung beteiligte wirksame Kolbenmantelinnenfläche und damit auch die Scherwirkung im zuströmenden Material vor dem Eintritt in den Speicherraum, wodurch die durch die vorbeschriebenen Druckänderungen hervorgerufenen Temperaturänderungen nachteilig unterstützt werden. Druckschwankungen und Schergeschwindigkeit sind als Ursachen für unerwünschte Beeinflussungen des sich im Speicherraum aufbauenden Materialvolumens anzusehen, dessen praktisch vorprogrammierte negative Eigenschaften sich im Speicherraum konservieren. Hinzu kommt noch, daß beim Arbeits- und Rückhub des Massekolbens die Materialkonsistenz bei jeder Kolbenstellung sowohl beim Einspeisen wie beim Entleeren des Speicherraumes verändert wird.

Bei den bekannten Schlauchköpfen liegen die Verteilerorgane für das eingespeiste Material entweder zwischen Pinole und Massekolben. Hierdurch wird bei Schlauchköpfen mit Inneneinspeisung der Verteilerraum durch den Kolbeninnenmantel nachteilig begrenzt. Dies bedeutet bei der geforderten kleinen Kopfbauweise ein unumgängliches Konstruktionshindernis. Das gleiche gilt bei Außeneinspeisung, bei der das Verteilerorgan durch den Kolbenaußenmantel begrenzt wird. Inneneinspeisung bedeutet in diesem Zusammenhang Materialeinführung und Verteilung über die Pinole, während bei Außeneinspeisung diese

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- 5 Funktionen im Schlauchkopfaußengehäuse stattfinden.

Auch erfährt bei Inneneinspeisung das im Verteilerorgan aufgeschnittene Material während des Eintritts in den durchmessergrößeren Speicherraum eine Dehnung in radialer Richtung, wodurch unerwünschte Dünnstellen ausgedehnt werden, die sich an den Umfangs-Zusammenflußstellen vorbereitet haben.

Bei Außeneinspeisung entstehen diese Nachteile nicht. Da Außeneinspeisung größere Fließwege des Materials voraussetzen, sind größere Kanalquerschnitte vorzusehen, die wiederum ein größeres Bauvolumen des Schlauchkopfes voraussetzen. Der Forderung nach baulich kleinen Schlauchköpfen steht dies entgegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Druck- und Temperaturschwankungen innerhalb des Materials weitgehend auszugleichen, den schädlichen Einfluß von Scherwirkungen auf das Material vor Eintritt in den Speicherraum zu vermeiden und die Baugröße des Schlauchkopfes zu verringern.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der über einen ortsfesten Ringkanal konstanter Querschnittsform kopfgespeiste Speicherraum über den sich bei der Füllung absenkenden Massekolben durch dessen gegen den Ringkanal gerichteten Aufwärtshub entleerbar ist, wobei der Speicherraum über einen nachgeschalteten, sich in seiner Länge mit dem Kolbenhub ändernden Umfangskanal in den zu der Austrittsdüse führenden Zuführungskanal einmündet.

Durch den gegenüber den herkömmlichen Schlauchköpfen in umgekehrter Richtung entleerbaren Speicherraum ist unter Erfüllung der Forderung, daß das zuerst in den Speicherraum eingespeiste Material auch zuerst ausgestoßen wird, eine ortsfeste und unveränderbare Anordnung des Ringkanals gegeben, durch den das Material ungestört in den Speicherraum einströmen kann. Druck- und Temperaturschwankungen sowie Scher-

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einwirkungen sind ausgeglichen, so daß sich eine ausgeglichene Materialfüllung im Speicherraum aufbauen kann. Lediglich beim Auspressen des Materials während des Arbeitshubes des Kolbens wird das Material im nachgeschalteten Umfangskanal einer sich während des Aufwärtshubes ändernden Scherbeanspruchung unterworfen. Diese Beanspruchung ist jedoch vernachlässigbar klein, denn der nachgeschaltete, vergleichsweise lange Zuführungskanal zur Austrittsdüse wirkt als sogenannte Bügelzone.

Vorteilhaft ist vor allem die freie Ausnutzbarkeit des oberen Pinolenabschnitts für die Verteilerorgane zur Aufteilung des als Vollstrang ankommenden Materials. Der Kolbeninnenmantel bildet keine Begrenzung mehr. Dies gilt für Schlauchköpfe mit Innenanspeisung. Bei Schlauchköpfen mit Außenanspeisung bildet der Kolbenaußenmantel keine Begrenzung der Verteilerorgane, so daß in beiden Fällen die Baugröße der Schlauchköpfe beschränkt werden kann.

Unter diesen Voraussetzungen ist nach einem weiteren Gedanken der Erfindung der nachgeschaltete Umfangskanal bei Inneneinspeisung von der Pinolenaußenwand und der inneren Kolbenfläche begrenzt, während der nachgeschaltete Umfangskanal bei Außenanspeisung von der äußeren Mantelfläche des Kolbens und der Innenfläche des Schlauchkopfgehäuses begrenzt ist.

Dies wiederum gestattet erfindungsgemäß die Anordnung des Ringkanals bei Inneneinspeisung derart, daß der Ringkanal im Bereich der Speicheraußenwand in den Speicherkopf einmündet. Bei Außeneinspeisung mündet der Ringkanal im Bereich der Speicherinnenwand in den Speicherkopf ein. Damit befinden sich die Verteilerorgane in denjenigen Schlauchkopfteilen, in denen der meiste Platz zur Verfügung steht. Der durch nichts eingeschränkte Raum oberhalb des Speichers kann voll ausgenutzt werden.

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In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Es zeigen:

die Fig. 1 und 2 Schlauchköpfe mit Inneneinspeisung,

bei denen Teilstücke der Schlauchkopfaußenwand als in Achsrichtung verschiebbare Massekolben ausgebildet sind und

die Fig. 3 und 4 Schlauchköpfe mit Außeneinspeisung,

bei denen Teilstücke der Pinole als in Achsrichtung verschiebbare Massekolben ausgebildet sind.

In Fig. 1 sind die Gehäusewand des Schlauchkopfes mit 1, die Pinole mit 2, der ringförmige Speicher mit 4 und der Zuführungskanal zur Ringdüse 6 mit 5 bezeichnet. Der untere Teil des Schlauchkopfgehäuses 1 ist als Massekolben 7 ausgebildet, der zur Entleerung des Speichers 4 aus der gezeichneten unteren Endlage gegen den Ringkanal 13 in die gestrichelt dargestellte obere Endlage geschoben wird.

Über den Kanal 8 gelangt das aus dem Extruder austretende Material über die Verteilerorgane über den Ringkanal 13 in den Speicher 4. Die Verteilerorgane bestehen beim Ausführungsbeispiel aus weit nach außen in der Pinole 2 angeordneten Ringkanälen 9 und 10, die in ihrem Kanalquerschnitt und in ihrem Durchmesser gleich sind und konzentrisch zur Längsachse des Schlauchkopfes angeordnet sind. Beide mit Abstand untereinander angeordnete Ringkanäle 9 und 10 sind über einen sich in Längsrichtung des Schlauchkopfes erstreckenden, ringförmigen Verbindungskanal 11 zusammengeschlossen. Der Verbindungskanal besteht aus zwei gleich langen Abschnitten, zwischen denen der mit dem Ringkanal 13 verbundene Querkanal einmündet.

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Das Material gelangt in die Ringkanäle 9 und 10 und sodann in die gleich langen Abschnitte des Verbindungskanals 11. Im Querkanal 12 vereinigen sich die beiden Teilströme und werden zu einem Hohlstrang miteinander verschweißt.

In der gestrichelten oberen Endlage des Massekolbens 7 gelangt das Material durch den im Bereich der Speicheraußenwand in den Speicherkopf einmündenden Ringkanal 13 in den Speicher und drückt den Massekolben 7 nach unten, wodurch der Speicher zur Aufnahme weiteren Materials freigegeben wird. Durch den Aufwärtshub des Massekolbens 7 wird das Material über den mit dem Zuführungskanal 5 verbundenen Umfangskanal 3 durch die Ringdüse 6 nach außen gepreßt.

Der nachgeschaltete Umfangskanal 3 ändert sich in seiner Länge entsprechend der Kolbenstellung und wird im Ausführungsbeispiel von der Pinolenaußenwand und von der inneren Kolbenfläche begrenzt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird der Massekolben 7 ebenfalls durch den unteren Teil der Gehäusewand des Schlauchkopfes gebildet. Hier allerdings mit dem Unterschied, daß die gesamte Gehäuseaußenwand des Schlauchkopfes als in Achsrichtung verschiebbarer Massekolben 7 ausgebildet ist. Hierdurch entfällt eine Scherfläche, die beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zwischen Kolbenaußenmantel und Gehäuseinnenwand noch vorhanden ist.

In Fig. 2 ist auch das Verteilerorgan anders ausgebildet. Das Material strömt über Kanal 8 in den Zentralkanal 16 und von dort in den waagerechten Kanal 17, der zu einem Ringraum 15 erweitert ist. Der Ringraum 15 erstreckt sich in gleicher Länge nach oben und unten, so daß der waagerechte Kanal 17 den Ringraum 15 in zwei gleiche Hälften aufteilt. Innerhalb des Ringraumes 15 ist die Verteilerhülse 14 angeordnet, und zwar derart, daß der Ringraum in gleiche Spaltquerschnitte aufgeteilt wird.

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Die Verteilerhülse ist mittels Schraubbolzen 18 im Ringraum 15 gehalten.

Im Querkanal 12 und dem nachgeschalteten Ringkanal 13 findet die Verschweißung der beiden Teilströme zu einem Hohlstrang statt.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 und 4 handelt es sich um Schlauchköpfe mit Außenanspeisung. Die Verteilerorgane 9, 10, 11 und 12 befinden sich in der Gehäusewand des Schlauchkopfes. Der Ringkanal 13 mündet im Bereich der Speicherinnenwand in den Schlauchkopf ein. Die beiden Ringkanäle 9 und 10 werden über zwei Zuleitungskanäle 8 gespeist, an die jeweils ein Extruder angeschlossen ist.

Der Umfangskanal 3 ist bei beiden Ausführungsbeispielen von der äußeren Mantelfläche des Kolbens 7 und der Innenfläche des Schlauchkopfgehäuses begrenzt-

Nach Fig. 3 ist die Pinole 2 dreiteilig ausgebildet. Der in Achsrichtung verschiebbare Mittelteil bildet den Massekolben 7.

Die Pinole 2 nach Fig. 4 ist zweiteilig ausgebildet, wobei der verschiebbare Innenteil als Massekolben 7 wirkt. Auch hierbei entfällt eine Scherfläche.

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Claims

Patentansprüche :

Schlauchkopf zum Herstellen eines Hohlst ranges aus thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus einem extrudergespeisten Spritzkopf, der einen durch die Außenwand einer Pinole einerseits und die Innenwand des Spritzkopfgehäuses andererseits begrenzten, über einen Massekolben zur Spritzdüse über einen Zuführungskanal hin entleerbaren ringförmigen Speicherraum aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der über einen ortsfesten Ringkanal (13) von konstanter Querschnittsform kopfgespeiste Speicherraum (4), über den sich bei der Füllung absenkenden Massekolben (7), durch dessen gegen den Ringkanal (13) gerichteten Aufwärtshub entleerbar ist, wobei der Speicherraum (4) über einen nachgeschalteten, sich in seiner Länge mit dem Kolbenhub ändernden Umfangskanal (3) in den zu der Austrittsdüse (6) führenden Zuführungskanal einmündet.
2. Schlauchkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der nachgeschaltete Umfangskanal

(3) bei Innenanspeisung von der Pinolenaußenwand und der inneren Kolbenfläche begrenzt ist.
3. Schlauchkopf nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet , daß der nachgeschaltete Umfangskanal (3) bei Außenanspeisung von der äußeren Mantelfläche des Kolbens (7) und der Innenfläche des Schlauchkopfgehäuses begrenzt ist.
4. Schlauchkopf nach den Ansprüchen 1 und 2 mit Innenanspeisung, dadurch gekennzeichnet , daß der Ringkanal (13) im Bereich der Speicheraußenwand in den Speicherkopf einmündet.

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ORIGINAL INSPECTED
5. Schlauchkopf nach den Ansprüchen 1 und 3 mit Außenanspeisung, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (13} im Bereich der Speicherinnenwand in den Speicherkopf einmündet.

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