DE3427912C1 - Strangpressaggregat fuer das Strangpressen von thermoplastifiziertem Kunststoff - Google Patents

Description

lungsgemäßes Strangpreßaggregat so weiter auszubilden, daß in bezug auf die Dicke der stranggepreßten Kunststoffe enge Toleranzen eingehalten werden können, und zwar ohne störende, stellelementbedingte Ausgleichszeiten.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Grobeinstellvorrichtung nur auf die Gegenlippe arbeitet, und daß als Stellelement ein Feldtranslator verwendet ist. Die Feineinstellung erfolgt wie üblich mit einem Stellweg im Bereich zwischen 0,05 bis 0,3 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 bis 0,2 mm. — Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß zum Zwecke der Einhaltung enger Toleranzen in bezug auf die Dicke des stranggepreßten Kunststoffes zunächst eine Entkopplung der Grobeinstellung und der Feineinstellung erforderlich ist. Daher ist erfindungsgemäß die Anordnung zunächst so getroffen, daß die Grobeinstellvorrichtung nur auf die Gegenlippe arbeitet. Diese Entkopplung erlaubt es im übrigen, als Stellelement Feldtranslatoren einzusetzen, die praktisch ohne Ausgleichszeit und hoher Genauigkeit (μ-genau) arbeiten. — Feldtranslatoren sind in anderen Bereichen der Technik bekannt, und zwar als Piezotranslatoren und als Magnetostriktionstranslatoren. Die einen arbeiten mit dem bekannten piezoelektrischen Effekt, die anderen mit dem ebenso bekannten magnetostriktiven Effekt. Es handelt sich um elektrisch ansteuerbare Stellglieder, die ohne rotierende Teile, allein durch Ausnutzung der genannten Effekte, ihre Abmessungen verändern. Entsprechend der von außen zugeführten Spannung kann sich die Länge eines Piezotranslators um Bruchteile eines Mikrometers bis in den Millimeterbereich verändern. Die maximale Ausdehnung sowie die Kraft, die ein Piezotranslator aufnehmen kann, sind vom Aufbau des Elementes abhängig und können leicht optimiert werden. Die Auflösung eines Piezotranslators in bezug auf den Stellweg ist theoretisch unbegrenzt und hängt lediglich von der Konstanz der zugeführten Versorgungsspannung ab. Jede Spannungsänderung wird unmittelbar sowie bei minimalen Verlusten in eine lineare Bewegung umgesetzt. Entsprechend liegen die Verhältnisse bei Magnetostriktionstranslatoren. Vorzugsweise arbeitet die Erfindung mit Piezotranslatoren. Die Kombination eines FeIdtranslator.s als Stellelement für die spaltregulierende Werkzeuglippe mit der beschriebenen Grobeinstellung, nach Entkopplung von Grobeinstellung und Feineinstellung, bewirkt, daß der thermoplastifizierte Kunststoff mit sehr engen Dickentoleranzen stranggepreßt werden kann.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung, wobei auch von an sich bekannten Maßnahmen Gebrauch gemacht wird (US-PS 39 40 221). Eine Ausführungsform der Erfindung, die es ermöglicht, die Grobeinstellung auf einfache Weise vorzunehmen, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenlippe über einen elastisch verformbaren Gegenlippensteg an den Werkzeugkörper angeschlossen und gegen elastische Rückstellkräfte grobeinstellbar ist und daß die Grobeinstellvorrichtung zumindest einen im Werkzeugkörper gelagerten Stößel aufweist, der mittels Exzenterstelltrieb betätigbar ist. Die Einstellung der Gegenlippe erfolgt gleichzeitig und gleichmäßig über die gesamte Werkzeugbreite. Entsprechend kann der Feldtranslator auf eine Werkzeuglippe arbeiten, die über einen elastisch verformbaren Werkzeuglippensteg an den Werkzeugkörper angeschlossen ist und gegen elastische Rückstellkräfte verstellbar ist. Der Feldtranslator selbst wird zweckmäßigerweise in einer wärmeisolierten Translatorkammer des Werkzeugkörpers angeordnet, aus der ein Stößel des Feldtranslators herausgeführt ist, der auf die spaltregulierende Werkzeuglippe einwirkt. Die Feldtranslatorkammer kann zusätzlich gekühlt sein. Handelt es sich um die Herstellung von Flachprofilen großer Breite, so empfiehlt es sich, die spaltregulierende Werkzeuglippe in Abschnitte aufzuteilen und die Abschnitte einzeln an einen Feldtranslator anzuschließen, ίο Entsprechendes kann für die Gegenlippe verwirklicht werden, wobei z. B. auf die einzelnen Abschnitte der Gegenlippe separate Stößel arbeiten, die über einen gemeinsamen Exzenterstelltrieb betätigbar sind. Handelt es sich um die Herstellung von runden Profilen oder Profilen mit runden Bereichen, so wird man die spaltregulierende Werkzeuglippe in Sektoren aufteilen und diese Sektoren einzeln an einen Feldtranslator anschließen. Die Grobeinstellung kann bei dem erfindungsgemäßen Strangpreßaggregat von Hand erfolgen, sie ist dann jedoch einfach, wenn in der beschriebenen Weise mit einem einzigen Exzenterstelltrieb für die gesamte Grobeinstellvorrichtung gearbeitet wird.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, den Exzenterstelltrieb an einen Stellmotor anzuschließen, der seinerseits der Steuer- und/oder Regeleinrichtung angehört. Dann läßt sich die Auslegung so treffen, daß die Steuer- und/ oder Regeleinrichtung für steuerungsbedingte oder regelungsbedingte Stellwege im Bereich zwischen 0,05 und 0,3 mm auf den Feldtranslator, für größere Stellwege auf den Stellmotor der Grobeinstellvorrichtung arbeitet. Die Steuer- und Regeleinrichtung besitzt zweckmäßigerweise eine Dickenmeßvorrichtung mit Meßkopf, der im Bereich des bereits »eingefrorenen« Kunststoffes, d. h. hinter der Frostlinie angeordnet ist. Dann kommt man bei der Verwirklichung der übrigen, vorstehend beschriebenen Maßnahmen zu sehr engen Toleranzen. Es versteht sich, daß die Feldtranslatoren unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Getriebes, z. B. eines Hebelgetriebes, auf die zugeordnete Werkzeuglippe arbeiten können. Den vorstehend behandelten Merkmalen der Ansprüche 2 bis 10 kommt selbständige Bedeutung nicht zu.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt das Strangpreßaggregat mit einem Schnitt durch das Strangpreßwerkzeug und mit Steuer- und/oder Regeleinrichtung, und zwar in der Ausführungsform mit Piezotranslator.

Das in der Figur dargestellte Strangpreßaggregat besteht aus einem Strangpreßwerkzeug 1 und der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 2. Es ist für das Strangpressen von thermoplastifiziertem Kunststoff 3 bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau gehört zunächst ein ausschnittsweise dargestelltes Strangpreßwerkzeug 1 mit einem Austrittsspalt 4 im Werkzeugkörper 5, der eine spaltregulierende Werkzeuglippe 6 und eine spaltbegrenzende Gegenlippe 7 aufweist. Der Austrittsspalt 4 ist mit Hilfe einer mechanischen Grobeinstellvorrichtung 8 auf eine vorgegebene Spaltweite einstellbar. Die spaltregulierende Werkzeuglippe 6 ist an zumindest ein Stellelement 9 angeschlossen, welches einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung 2 für die Dicke des stranggepreßten Kunststoffes angehört.

Die Gegenlippe 7 ist ebenfalls als verstellbares Bauteil ausgeführt und die Grobeinstellvorrichtung 8 arbeitet auf die Gegenlippe 7. Als Stellelement wurde ein Piezotranslator 9 verwendet und die Anordnung ist so

getroffen, daß die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 2 für eine Feineinstellung mit einem Stellweg im Bereich zwischen 0,05 und 0,3 mm vorzugsweise zwischen 0,1 bis 0,2 mm, eingerichtet ist. Die Gegenlippe 7 ist über einen elastisch verformbaren Gegenlippensteg 10 an den Werkzeugkörper 5 angeschlossen und gegen elastische Rückstellkräfte grobeinstellbar. Die Grobeinstellvorrichtung 8 besitzt zumindest einen im Werkzeugkörper 5 gelagerten Stößel 11, der mittels Exzenterstelltrieb 12 betätigbar ist. Ähnlich arbeitet der Piezotranslator 9 auf eine Werkzeuglippe 6, die über einen elastisch verformbaren Werkzeuglippensteg 13 an den Werkzeugkörper 5 angeschlossen und gegen elastische Rückstellkräfte verstellbar ist.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Piezotranslator 9 in einer wärmeisolierten Piezotranslatorkammer 14 des Werkzeugkörpers 5 angeordnet, aus der ein Stößel 15 des Piezotranslators 9 herausgeführt ist, der auf die spaltregulierende Werkzeuglippe 6 einwirkt. Die Piezotranslatorkammer 14 kann zusätzlich gekühlt sein. Man erkennt ohne weiteres, daß für die Herstellung von Flachprofilen größerer Breite die spaltregulierende Werkzeuglippe 6, gleichsam in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene, in Abschnitte aufgeteilt sein kann, wobei die Abschnitte einzeln jeweils an einen Piezotranslator 9 angeschlossen sind. Das gilt auch für die Herstellung von runden Profilen oder von Profilen mit runden Bereichen, wobei entsprechend die spaltregulierende Werkzeuglippe 6 in Sektoren aufgeteilt sein kann und diese Sektoren einzeln an einen Piezotranslator 9 angeschlossen sind.

Im Ausführungsbeispiel ist auch der Exzenterstelltrieb 12 an einen Stellmotor 16 angeschlossen, der der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 2 angehört. Die An-Ordnung ist so getroffen, daß die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 2 für steuerungsbedingte oder regelungsbedingte Stellwege im Bereich zwischen 0,05 und 0,3 mm auf den Piezotranslator 9, für größere Stellwege auf den Stellmotor 16 der Grobeinstellvorrichtung 8 arbeitet. Angedeutet wurde, daß die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 2 eine Dickenmeßvorrichtung 17 mit einem Meßkopf 18 aufweist, der im Bereich des bereits »eingefrorenen« Kunststoffes 3, d. h. zum Beispiel hinter der Frostlinie angedeutet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1 2 und/oder Regeleinrichtung (2) eine Dickenmeßvor- Patentansprüche: richtung (17) mit einem Meßkopf (18) aufweist, der im Bereich des bereits eingefrorenen Kunststoffes

1. Strangpreßaggregat für das Strangpressen von (3) angeordnet ist.
thermoplastifiziertem Kunststoff, — mit zumindest 5

einem Austrittsspalt in einem Werkzeugkörper, der

eine spaltregulierende Werkzeuglippe und eine
spaltbegrenzende Gegenlippe aufweist, bei dem der

Austrittsspalt mit Hilfe einer mechanischen Grob- Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein einstellvorrichtung auf eine vorgegebene Spaltweite 10 Strangpreßaggregat für das Strangpressen von thermoeinstellbar und zumindest eine spaltregulierende plastifiziertem Kunststoff mit zumindest einem AusLippe an zumindest ein Stellelement angeschlossen trittsspalt in einem Werkzeugkörper, der eine spaltreist, welches einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung gulierende Werkzeuglippe und eine spaltbegrenzende für die Dicke des stranggepreßten Kunststoffes an- Gegenlippe aufweist, bei dem der Austrittsspalt mit HiI-gehört und bei dem die Gegenlippe ebenfalls als 15 fe einer mechanischen Grobeinstellvorrichtung auf eine verstellbares Bauteil ausgeführt ist, dadurch ge- vorgegebene Spaltweite einstellbar und zumindest eine kennzeichnet, daß die Grobeinstellvorrich- spaltregulierende Lippe an zumindest ein Stellelement tung (8) nur auf die Gegenlippe (7) arbeitet und daß angeschlossen ist, welches einer Steuer- und/oder Reals Stellelement ein Feldtranslator (9) verwendet ist. geleinrichtung für die Dicke des stranggepreßten

2. Strangpreßaggregat nach Anspruch 1, dadurch 20 Kunststoffes angehört und bei dem die Gegenlippe gekennzeichnet, daß die Gegenlippe (7) über einen ebenfalls als verstellbares Bauteil ausgeführt ist. Das elastisch verformbaren Gegenlippensteg (10) an den Strangpreßaggregat umfaßt ein Strangpreßwerkzeug Werkzeugkörper (5) angeschlossen und gegen ela- und die Steuer- und/oder Regeleinrichtung, Das Strangstische Rückstellkräfte grobeinstellbar ist und daß preßwerkzeug mag als Breitschlitzdüse zum Strangdie Grobeinstellvorrichtung (8) zumindest einen im 25 pressen von Platten und Folien, zum Strangpressen von Werkzeugkörper (5) gelagerten Stößel (11) aufweist, Profilen, Hohlprofilen, Rohren und Schläuchen oder für der mittels Exzenterstelltrieb (12) betätigbar ist. die sogenannte Blasfolienherstellung eingerichtet sein.

3. Strangpreßaggregat nach einem der Ansprüche Im allgemeinen ist ein solches Strangpreßwerkzeug mit 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feld- einer Mehrzahl von gereiht angeordneten Stellelementranslator (9) auf eine Werkzeuglippe (6) arbeitet, 30 ten ausgerüstet, aus terminologischen Gründen wird im die über einen elastisch verformbaren Werkzeuglip- folgenden jedoch stets der Singular gebraucht,
pensteg (13) an den Werkzeugkörper (5) angeschlos- Bei dem bekannten gattungsgemäßen Strangpreßsen und gegen elastische Rückstellkräfte verstellbar werkzeug (US-PS 29 38 231), welches als Breitschlitzdüist. se ausgeführt ist, ist das Stellelement ein Metallbolzen,

4. Strangpreßaggregat nach einem der Ansprüche 35 dessen Kopf ein Gewinde trägt und in eine entsprechen-1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldtrans- de Bohrung des Werkzeugkörpers eingeschraubt ist, lator (9) in einer wärmeisolierten Translatorkammer dessen Schaft jedoch durch Ohmsche Wärme eines ge-(14) des Werkzeugkörpers (5) angeordnet ist, aus der eigneten Heizelementes erwärmbar ist. Seine Wärmeein Stößel (15) des Feldtranslators (9) herausgeführt dehnung bestimmt den Stellweg des so aufgebauten ist. 40 Stellelementes, welches der Steuer- und/oder Regelein-

5. Strangpreßaggregat nach Anspruch 4, dadurch richtung angehört, die insoweit eine Feinsteuerung oder gekennzeichnet, daß die Feldtranslatorkammer (14) Feinregelung bewirkt. Die Grobeinstellung erfolgt eizusätzlich gekühlt ist. nerseits durch das Einschrauben des mit einem Gewinde

6. Strangpreßaggregat nach einem der Ansprüche versehenen Kopfes in die zugeordnete Bohrung und 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spaltregu- 45 kann nicht toleranzfrei erfolgen. Die Grobeinstellung lierende Werkzeuglippe (6) in Abschnitte aufgeteilt erfolgt andererseits auch durch Verstellen der Gegenist und die Abschnitte einzeln an einen Feldtransla- lippe. Die Grobeinstellung und die Feineinstellung sind tor (9) angeschlossen sind. auf diese Weise gekoppelt, die Toleranzen der Grobein-

7. Strangpreßaggregat nach einem der Ansprüche stellung beeinflussen die Genauigkeit der Feineinstel-1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spaltregu- 50 lung. Das Heizelement gehört der Steuer- und/oder Relierende Werkzeuglippe (6) bogenförmig gestaltet geleinrichtung an. Es erlaubt es, den Bolzenschaft auf und in Sektoren aufgeteilt ist und daß die Sektoren eine einstellbare Temperatur in einem vorgegebenen einzeln an einen Feldtranslator (9) angeschlossen Temperaturbereich einzustellen und auf dieser zu haisind, ten, bis die Steuerung oder Regelung einen anderen

8. Strangpreßaggregat nach einem der Ansprüche 55 Stellweg und damit eine andere Temperatur des Bolzen-1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter- schaftes verlangt. Das ist aus mehreren Gründen der stelltrieb (12) an einen Stellmotor (16) angeschlossen Kritik offen. Einerseits erfolgt die Temperaturerhöhung ist, der der Steuer- und/oder Regeleinrichtung (2) des Bolzenschaftes aus physikalischen Gründen nur angehört. langsam, so daß für die Steuerung bzw. Regelung erheb-

9. Strangpreßaggregat nach einem der Ansprüche 60 liehe, stellelementbedingte Totzeiten mit ihren bekann-1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- ten Nachteilen in Kauf genommen werden müssen, an- und/oder Regeleinrichtung (2) für steuerungsbe- dererseits beeinträchtigen unvermeidbare Temperaturdingte oder regelbedingte Stellwege im Bereich zwi- Inhomogenitäten des Bolzenschaftes die Genauigkeit sehen 0,05 und 0,3 mm auf den Feldtranslator (9), für dieser Steuerung oder Regelung, zumal sich das Werkgrößere Stellwege auf die Grobeinstellvorrichtung 65 zeug insgesamt erwärmt, woraus steuerungstechnisch (8) arbeitet. bzw. regeltechnisch unangenehme Kopplungen resul-

10. Strangpreßaggregat nach einem der Ansprü- tieren.

ehe 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gat-