DE3043228A1 - Strangpresskopf - Google Patents

Description

Strangpreßkopf

Die Erfindung betrifft einen Strangpreßkopf mit einer ringförmigen Austrittsdüse zur Herstellung eines Hohlstranges aus thermoplastischem Kunststoff, wobei der Düsenquerschnitt durch Achsverschiebung des Düsenkerns und/oder Düsenmantelringes gleichmäßig veränderbar ist, und bei dem der Düsenquerschnitt weiterhin in Umfangsrichtung partiell an vorgegebenen Stellen veränderbar ist.

Strangpreßköpfe, bei denen der Düsenspalt der Austrittsdüse in Umfangsrichtung partiell an vorgegebenen Stellen veränderbar ist, wurden entwickelt, um eine gezielte Wanddickenverteilung im Hohlstrang zu erreichen, denn beispielsweise beim Aufblasen eines in die Blasform extrudierten und dort eingespannten Hohlstranges zu einem durch die Form vorgegebenen Hohlkörper hat das Material im Bereich der Einspannstellen unterschiedliche Reckwege zurückzulegen, so daß sich unterschiedliche Wandstärken beim fertig geblasenen Produkt einstellen.

Durch die gezielte Wanddickenverteilung beim extrudierten Vorformling können beim Aufblasen eintretende Schwachstellen ausgeglichen werden, indem die Wand des Vorformlings vor dem Aufblasvorgang unterschiedliche Dickenabmessungen in der Weise erhält, daß in Bereichen großer Reckwege größere Wandstärken und in Bereichen kleinerer Reckwege geringere Wandstärken zur Verfügung stehen. Hierdurch soll sich nach beendetem Blasvorgang, also mit der abgeschlossenen Materialausreckung, ein Hohlkörper mit überall ausgeglichener Wandstärke ausbilden.

Um dies zu erreichen, hat man entsprechend der DT-OS 26 54 vor dem Ringdüsenaustritt einen Ring eingebaut, der in radialer Richtung zwecks Änderung des Ringspaltes der Düse an vorgegebenen Stellen durch den Eingriff von Zug- und

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Druckschrauben in radialer Richtung innerhalb seines Elastizitätsbereichs deformiert wird. Nach der DT-PS 1 161 412 wird der Düsenmantelring selbst an vorgegebenen Stellen in radialer Richtung elastisch deformiert, wobei zwecks Vermeidung von Stoßkanten zwischen dem verformten Düsenring und den Gehäuseaussparungen, in denen der Ring geführt ist, ein Ringfutter zwischen Ring und Hohlstrang eingeschaltet ist. Das gleiche gilt für den Gegenstand nach der DT-OS 26 10 668.

Bei allen Lösungsversuchen müssen erhebliche Verformungskräfte eingesetzt werden, da eine bestimmte Ringwandstärke wegen der hohen mechanischen und thermischen Düsenbelastungen beim Extrusionsvorgang nicht unterschritten werden darf. Bei der Verformung eines geschlossenen Ringes bleibt die Ringumfangslänge immer konstant. Das Eindrücken an der einen Ringstelle bewirkt ein Ausweichen an einer anderen, oft nicht geeigneten Stelle, so daß sich lediglich eine Formverschiebung innerhalb des Ringes einstellt.

Da weiterhin ein solcher deformierbarer Ring bei Entlastung immer in seine ursprüngliche kreisrunde Form zurückfedern muß, darf eine bestimmte Wandstärke des Ringes auch aus diesem Grunde nicht unterschritten werden. Je großvolumiger der herzustellende Behälter ist, umso mehr Material ist einzusetzen und umso größer wird dann die Materialansammlung in den kritischen Stellen hinter der Formtrennaht. Deshalb müssen in diesen Stellen die zugeordneten Ringbereiche zwecks Einengung des Düsenspalts vergleichsweise große Verformungswege zurücklegen. Je stärker der Ringquerschnitt ausgelegt werden muß, umso geringer gestaltet sich seine Deformationsmöglichkeit, so daß die schließlich erreichbare Verformung nicht ausreicht, um genügend Material an den gewünschten Strangstellen abzubauen. Bei Übersteuerung ergeben sich

langfristig Materialermüdungen, die zum Ringbruch führen oder die Deformation verlagert sich in den plastischen Bereich des Ringmaterials, so daß bleibende Verformungen zurückbleiben, wodurch der Ring unbrauchbar wird.

Es können auch nur wenige Krafteinleitungsstellen zur Ringverformung über dessen Umfang verteilt werden.

Bei den vorerwähnten Maßnahmen zur Veränderung des Düsenspaltes in ümfangsrichtung an partiell vorgegebenen Stellen war die Vorstellung über die Verhaltensweise des Kunststoffes in fließfähigem Zustand maßgebend. In der Annahme, daß stufenförmige Symmetrieänderungen in den Begrenzungsflächen des Düsenspaltes bei dem extrudierten Vorformling ebenfalls abgestufte Dickenänderungen in der Wandstärke hervorrufen würden, hat man immer ganz allmähliche Übergänge in den partiellen Verstellbereichen der Düse angestrebt. Die günstigsten Übergänge lassen sich durch radiale Verformungen des Düsenmantelringes im Elastizitätsbereich des Ringmaterials erzeugen, und damit mußten die geschilderten Nachteile in Kauf genommen werden, nämlich die Einengung der notwendigen Verstellwege und die Verringerung der Verstellbereiche innerhalb der Düse.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Übergangssprünge im Werkzeug, zum Beispiel stufenförmige Abweichungen aus der Kreisform des Düsenkerns oder Düsenmantelringes zwecks partieller Spaltveränderungen der Düse im extrudierten Vorformling als allmähliche Übergänge erscheinen.

Ausgehend von dieser Erkenntnis liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Materialdeformation in einem der Düsenteile und unter Gewährleistung von beliebig vielen Verstellbereichen über den Düsenumfang eine partielle Beeinflssung des Düsenspaltes zu ermöglichen.

Dabei sollen die Abstandsänderungen der Begrenzungsflächen des Düsenspaltes zueinander unter Aufbringung geringer Stellkräfte an jeder beliebigen Stelle des Düsenumfanges gegenüber den bekannten Düsen vergrößerbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine der Begrenzungsflächen in ümfangsrichtung der Ringdüse aus segmentförmig nebeneinander angeordneten Lamellen gebildet ist, deren untere horizontale Endflächen durch Vertikalverschiebung der Lamellen relativ zueinander und gegenüber der anderen Düsenbegrenzungsfläche in Düsenaus Strömrichtung einstellbar sind. Dabei kann bei in sich starrem Düsenkern der Düsenmantelring aus Einzellamellen zusammengesetzt sein oder der Außenmantel des Düsenkerns aus Einzellamellen gebildet sein, die gegenüber dem Düsenmantelring einstellbar sind. Es ist weiterhin möglich, daß Düsenkern und Düsenmantelring aus verstellbaren Einzellamellen gebildet sind.

Hierdurch ist es nunmehr möglich, beliebige Querschnittsänderungen an beliebigen Stellen des Düsenspaltes sowohl statisch als auch dynamisch durchzuführen. Da nur die unteren Endkanten der Lamellen wirksam werden, stellt sich auch die kürzeste Verweilzeit des thermoplastischen Materials während des kritischen Geschwindigkeitsbereichs im Düsendurchgang ein, weil die Wegstrecken, in welchen das Material die höchste Strömungsgeschwindigkeit zu ertragen' hat, kurz gehalten wird.

Da bei der erfindungsgemäßen Einrichtung statt einer Materialdeformation eines der Düsenteile eine Verschiebung von Einzelteilen eines oder mehrerer aufgegliederter Düsenteile zur Veränderung des Düsenspaltes vorgenommen wird, sind vergleichsweise geringe Verstellkräfte einzusetzen, die Verstellbereiche und damit die Möglichkeiten der Spalt-

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änderung sind nennenswert erweitert, das heißt, der Düsenspalt ist in der Spaltbreite und Spaltform über den Gesamtumfang der Düse beliebig veränderbar. Dabei lassen sich die segmentförmigen Lamellen einzeln oder zusammengefaßt in Gruppen verstellen. Dabei ergeben sich trotz der Abstufung der unteren Kanten der Lamellen entsprechend ihrer Höheneinstellung im extrudierten Hohlschlauch selbst keine Abstufungen, sondern allmähliche übergänge zwischen den Dickenabweichungen im Schlauchmantel.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Ringdüsenteil eines Strangpreßkopfes und

Fig. 2 die Unteransicht eines in Segmentlamellen aufgegliederten Düsenmantels und Düsenkerns .

Der Düsenkern 1 ist durch den in seiner Höhenlage einstellbaren Dorn des Strangpreßkopfes gebildet.

In einem in Achsrichtung des Strangpreßkopfes ebenfalls verschiebbar am Gehäuse 3 geführten Tragring 2 sind die segmentförmigen Lamellen 4 in senkrechter Richtung gegenüber dem Tragring 2 einstellbar gelagert. Die zum Düsenkern 1 bzw. zum Dorn des Strangpreßkopfes gerichteten Längsflächen der Segmente 4 sind gegenüber dem Materialstrom des Vorformlings 7 durch einen im Gehäuse 3 des Strangpreßkopfes befestigten Führungsring 5 abgedeckt.

Die Höhenverstellung der Lamellen 4 erfolgt über die Stellschrauben 6, so daß sich je nach eingestellter Höhenlage

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der Lamellen 4 einzeln oder in Gruppen zueinander und gegenüber dem Tragring 2 der untere äußere Begrenzungsrand der Düse ändert, so daß sich dementsprechend an partiell vorgegebenen Stellen auch die Wandstärkendicke des extrudierten Schlauches 7 ändert, das heißt, die Materialzu- bzw. -abnahmen erfolgen bei gleichmäßiger Innenkontur des Schlauches durch Veränderungen am Schlauchaußenumfang. Eine rotationssymmetrische Veränderung des Schlauchinnenumfanges erfolgt durch Veränderung der Höheneinstellung des Düsenkerns 1.

In Fig. 1 sind verschiedene Höheneinstellungen a, b, c, d und e der segmentförmigen Lamellen 4 und auch unterschiedliche Höhenverschiebungen des Tragringes 2 angedeutet. Die durch die unterschiedlich eingestellten Lamellen 4 bewirkten Dickenänderungen des schlauchförmigen Vorformlings 7 sind ebenfalls angedeutet. Die Lamelleneinstellung erfolgt je nach Bedarf und in Abstimmung der vorzunehmenden Materialverteilung im schlauchfö^rmigen Vorformling 7 entsprechend der Formgebung des auszublasenden Körpers.

Die während des Schlauchausstoßes vorprogrammierte Änderung der Höheneinstellung des Tragringes 2 und die sich damit ändernde Abstandeinstellung der wirksamen Unterkanten der Lamellen 4 zu dem Außenmantel des Düsenkerns 1 erfolgt über in der Zeichnung nicht dargestellte hydraulische Vorrichtungen. Die Außenfläche des Führungsringes 5 und die wirksamen Kanten der Lamellen 4 bilden den äußeren Düsenmantel.

Es ist auch möglich, den Düsenmantel als starren Ring und den Düsenkern oder sowohl Düsenmantel als auch Düsenkern in Lamellen aufzugliedern.

Claims (4)

1. Patentansprüche :

   1J Strangpreßkopf mit einer ringförmigen Austrittsdüse zur Herstellung eines Hohlstranges aus thermoplastischem Kunststoff, wobei der Düsenquerschnitt durch Achsverschiebung des Düsenkerns und/oder Düsenmantelringes gleichmäßig veränderbar ist und bei dem der Düsenquerschnitt weiterhin in Umfangsrichtung partiell an vorgegebenen Stellen veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine der Begrenzungsflächen in umfangsrichtung der Ringdüse aus segmentförmig nebeneinander angeordneten Lamellen (4) gebildet ist, deren untere horizontale Endflächen durch Vertikalverschiebun der Lamellen (4) relativ zueinander und gegenüber der anderen Düsenbegrenzungsfläche in Düsenausstromrichtung einstellbar sind.
2. 2. Strangpreßkopf nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet , daß bei in sich starrem Düsenkern (1) der Düsenmantelring aus Einzellamellen (4) zusammengesetzt ist.
3. 3. Strangpreßkopf nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet , daß der Außenmantel des Düsenkerns (1) aus Einzellamellen (4) gebildet ist, die gegenüber dem Düsenmantelring einstellbar sind.
4. 4. Strangpreßkopf nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß Düsenkern (1) und Düsenmantelring aus verstellbaren Einzellamellen (4) gebildet sind.