DE3742416A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines profilstabes aus thermoplastischem kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zum Herstellen eines Profilstabes aus thermoplastischem Kunst­ stoff mit einer Mehrzahl von geordnet eingebetteten Hilfsbau­ teilen aus einem anderen Werkstoff, wobei der thermoplasti­ fizierte Kunststoff mit Hilfe eines Strangpreßwerkzeuges, welches ein formendes heißes Werkzeugteilstück und ein kali­ brierendes kaltes Werkzeugteilstück sowie einen durchgehen­ den Form- und Kalibrierkanal aufweist, stranggepreßt wird, und wobei die Hilfsbauteile in den thermoplastifizierten Kunststoff eingeführt und in diesen eingebettet werden. Die Erfindung bezieht sich fernerhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens. - Profilstäbe aus ther­ moplastischem Kunststoff mit eingebetteten Hilfsbauteilen sind mehr oder weniger elastisch verformbar oder starr einge­ stellt, sie können nach Maßgabe der Gestaltung der Hilfsbau­ teile den verschiedensten Zwecken dienen. Insbes. kann es sich um sogenannte Fensterisolierprofile handeln, die dazu dienen, Metallprofilstäbe von Türen und Fenstern zu verbinden (DE 36 33 932). Die Hilfsbauteile können aber auch zum An­ schluß anderer Bauteile eingerichtet, z. B. als Gewindebuch­ sen ausgeführt oder als Sackbohrungen ausgebildet sein. Es kann sich auch um Hilfsbauteile handeln, die eine dekorative Funktion erfüllen. Der Ausdruck Profilstab umfaßt auch Leisten.

Im Rahmen der bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen, von denen die Erfindung ausgeht (DE 36 33 932) werden die Hilfsbauteile in einer Vorform in den Strom aus thermoplastifizierten Kunst­ stoff eingeführt, z. B. in Mäanderform oder Sinusform, wobei die Mäanderbögen oder die äußeren Sinusbögen die Hilfsbau­ teile verbinden. Der erhärtete Profilstab wird spanabhebend bearbeitet, die verbindenden Bögen werden abgearbeitet und die Hilfsbauteile werden dabei an ihren Enden freigelegt. Das hat sich bewährt, jedoch ist die beschriebene, spanab­ hebende Bearbeitung erforderlich. Im übrigen können nicht Hilfsbauteile beliebiger Form und Funktion bzw. Zweckbestim­ mung in den Profilstab eingebettet werden. Auch in bezug auf die Geometrie der Anordnung der Hilfsbauteile bestehen im Rahmen dieser bekannten Maßnahmen einige Zwänge. - Die bekann­ te Vorrichtung ist ein Strangpreßwerkzeug, welches einlauf­ seitig ein heißes Werkzeugteilstück und auslaufseitig ein kaltes Werkzeugteilstück aufweist und mit einem durchgehen­ den Form- und Kalibrierkanal versehen ist, in den die be­ schriebene, zusammenhängende Vorform der Hilfsbauteile konti­ nuierlich eingeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß eine spanabhebende Bearbeitung des Profilstabes zum Zwecke der Freilegung der Enden der Hilfs­ bauteile nicht mehr erforderlich ist und Hilfsbauteile prak­ tisch beliebiger Form, Funktion und Zweckbestimmung in prak­ tisch beliebiger geometrischer Anordnung in den Kunststoffpro­ filstab eingebettet werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Hilfs­ bauteile, die eine Länge aufweisen, die nicht ganz der Höhe des Form- und Kalibrierkanals entspricht, quer zur Achse des Form- und Kalibrierkanals in den kontinuierlichen Strom aus thermoplastifiziertem Kunststoff taktweise eingeführt werden, und zwar im Bereich des Überganges zwischen dem heißen Werk­ zeugteilstück und dem kalten Werkzeugteilstück, und daß die Hilfsbauteile danach von dem Strom aus thermoplastifiziertem Kunststoff mitgenommen und an den quer zu ihrer Einführrich­ tung in den Form- und Kalibrierkanal verlaufenden Kanalwän­ den unmittelbar oder unter Zwischenschaltung einer dünnen Kunststoffschicht geführt werden. - Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, daß die Kanalwände des Form- und Kalibrierkanals eine zusätzliche Funktion erfüllen können, nämlich die, ein­ zeln eingeführte Hilfsbauteile, die mechanisch nicht mehr miteinander in Verbindung stehen, zu führen. Die Erfindung nutzt fernerhin die Erkenntnis, daß singuläre und einzeln eingeführte Hilfsbauteile sich im Strom des thermoplastifi­ zierten Kunststoffes nicht mehr desorientieren und statistisch verteilen, wenn die Einführung im Bereich des Überganges zwi­ schen dem heißen Werkzeugteilstück und dem kalten Werkzeug­ teilstück erfolgt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kön­ nen ohne Schwierigkeiten die Hilfsbauteile in mehreren Reihen und im unterschiedlichen Takt in den Strom des thermoplasti­ fizierten Kunststoffes eingeführt werden, so daß in bezug auf die Geometrie der Anordnung keine Zwänge mehr bestehen. Ohne weiteres kann auch mit den verschiedensten Hilfsbautei­ len gearbeitet werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich durch besondere Einfachheit auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsbauteile Abschnitte von einem Hilfsbauteilstrang verwendet und diese beim Einführen in den Strom aus thermo­ plastifiziertem Kunststoff von dem Hilfsbauteilstrang, z. B. einem Draht, mit Hilfe eines hinundhergehenden Schiebers abgeschert werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Hilfsbauteile zu stapeln und einzeln mit Hilfe von hinundher­ gehenden Schiebern aus dem Stapel herauszustoßen und in den Strom aus thermoplastifiziertem Kunststoff einzustoßen. Um sicherzustellen, daß die in den Strom aus thermoplastifizier­ tem Kunststoff eingeführten Hilfsbauteile, auch wenn sie eine komplizierte Form aufweisen, vollständig eingebettet werden, empfiehlt die Erfindung, daß die Hilfsbauteile in das heiße Werkzeugteilstück eingeführt werden. Wenn es sich um geome­ trisch einfache Hilfsbauteile handelt, können diese auch in das kalte Werkzeugteilstück eingeführt werden, allerdings muß der Strom aus dem thermoplastifizierten Kunststoff noch hinreichend fließfähig sein, so daß die Hilfsbauteile noch umströmt und eingebettet werden können.

Wie bereits erwähnt, lassen sich bei Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens in bezug auf die Geometrie der Anord­ nung der Hilfsbauteile im Kunststoffprofilstab die verschie­ densten Geometrien verwirklichen. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, zusätzliche Bauteile in den Kunststoffprofil­ stab einzubetten und mit Hilfe der Hilfsbauteile zu orien­ tieren und zu fixieren. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Hilfsbauteile in zwei längslaufenden Reihen im Bereich der beiden Längsränder des herzustellenden Profilstabes in den Strom aus thermoplastifiziertem Kunststoff eingeführt werden, und zwar mit Taktabstand voneinander sowie gegebenenfalls in den beiden Reihen gegeneinander versetzt, und daß gleich­ zeitig ein Bewehrungsdraht in Längsrichtung des herzustellen­ den Profilstabes in den Strom aus thermoplastifiziertem Kunst­ stoff eingeführt und hinundhergehend zickzackförmig bzw. mä­ anderförmig um die Hilfsbauteile herumgeführt wird. Handelt les sich um einen Profilstab mit Flanschen, so erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres auch, die Hilfsbau­ teile im Bereich der Profilflansche in den thermoplastifizier­ ten Kunststoff einzubetten. Im allgemeinen wird man mit me­ tallischen Hilfsbauteilen arbeiten.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Profilstab aus thermo­ plastischem Kunststoff ohne Schwierigkeiten im Zuge seiner Herstellung beim Strangpressen mit eingebetteten Hilfsbau­ teilen versehen werden kann. Eine spanabhebende Bearbeitung zum Zwecke der ausreichenden Freilegung der Enden der Hilfs­ bauteile ist nicht mehr erforderlich. Es können Hilfsbauteile beliebiger Form, Funktion und Zweckbestimmung eingebettet werden, und zwar ohne Zwänge in bezug auf die Geometrie der Anordnung. Diese kann folglich so gewählt werden, wie es der Zweck oder die Funktionsbestimmung des Profilstabes verlangen. Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß eine Vorrich­ tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einfach und funktionssicher verwirklicht werden kann. Sie ist gekenn­ zeichnet durch zumindest eine Hilfsbauteileinführungseinrich­ tung im Bereich des Überganges zwischen heißem und kaltem Werkzeugteilstück, wobei die Hilfsbauteileinführungseinrich­ tung einen Hilfsbauteileinführungskanal aufweist, der ortho­ gonal zur Achse des Form- und Kalibrierkanals in diesen ein­ mündet, und wobei dem Hilfsbauteileinführungskanal ein Ein­ führschieber zugeordnet ist, der hinundhergehend in den Form- und Kalibrierkanal einfaßt. Der Einführungsschieber kann auch als Abscherwerkzeug ausgebildet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des er­ findungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 perspektivisch eine Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 bis 6 perspektivisch andere Ausführungsformen von Vor­ richtungen für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 7 mit den Teilfiguren a bis k perspektivisch Ausschnitte von Profilstäben, die nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren hergestellt worden sind.

Fig. 1 verdeutlicht das erfindungsgemäße Verfahren zum Her­ stellen eines Profilstabes aus thermoplastischem Kunststoff. Man erkennt rechts den Strom 1 des thermoplastifizierten Kunst­ stoffes, aus dem der Profilstab geformt wird, im Schnitt. Man erkennt außerdem eingebettete Hilfsbauteile 2 aus einem anderen Werkstoff. Der thermoplastifizierte Kunststoff wird mit Hilfe eines Strangpreßwerkzeuges 3 hergestellt, von dem man in der Fig. 1 links ein formendes heißes Werkzeugteilstück 4 und in der Fig. 1 rechts ein kalibrierendes kaltes Werkzeug­ teilstück 5 erkennt. Zwischen den beiden Werkzeugteilstücken 4, 5 befindet sich eine Isolierschicht 6 aus geeignetem Werk­ stoff. Die Strömungsrichtung des thermoplastifizierten Kunst­ stoffes ist in der Fig. 1 durch einen Pfeil verdeutlicht. Man erkennt, daß die Hilfsbauteile 2 eine Länge aufweisen, die nicht ganz der Höhe des Form- und Kalibrierkanals 7 ent­ spricht. Sie werden quer zur Achse des Form- und Kalibrier­ kanals 7 in den kontinuierlichen Strom 1 aus thermoplasti­ fiziertem Kunststoff taktweise eingeführt. Das geschieht im Bereich des Übergangs zwischen dem heißen Werkzeugteilstück 4 und dem kalten Werkzeugteilstück 5, im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 im heißen Werkzeugteilstück 4. Dabei werden die Hilfsbauteile 2 von dem Strom 1 aus thermoplastifiziertem Kunststoff mitgenommen und an den quer zu ihrer Einführrich­ tung verlaufenden Kanalwänden unmittelbar geführt. Es bildet sich im allgemeinen eine dünne Kunststoffschicht oder Haut über den Stirnflächen der Hilfsbauteile 2, die für die Verwen­ dung der Profilstäbe nicht stört. Man kann die Hilfsbauteile 2 aber auch so dimensionieren, daß sich eine solche Schicht oder Haut aus thermoplastifiziertem Kunststoff praktisch nicht mehr ausbildet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1, aber auch in anderen Figuren werden als Hilfsbauteile 2 Abschnitte von einem Hilfsbauteilstrang 8 verwendet. Die Hilfsbauteile 2 werden von diesem Strang 8 beim Einführen in den Strom 1 aus thermoplastifiziertem Kunststoff mit Hilfe eines hinundher­ gehenden Schiebers 9 abgeschert. Die hinundhergehende Bewe­ gung des Schiebers 9 wurde in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil verdeutlicht. Außerdem erkennt man in der Fig. 1 die Eintritts­ öffnung 10 für den thermoplastifizierten Kunststoff. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden die Hilfsbauteile 2 gesta­ pelt und einzeln mit Hilfe von zwei in unterschiedlicher Rich­ tung hinundhergehenden Schiebern 9 a, 9 b aus dem Stapel heraus­ gestoßen und in den Strom 1 aus thermoplastifiziertem Kunst­ stoff eingestoßen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 werden die Hilfsbauteile 2 in zwei längslaufenden Reihen im Bereich der beiden Längsränder des herzustellenden Profilstabes in den Strom 1 aus thermoplastischem Kunststoff eingeführt, und zwar mit Taktabstand voneinander sowie in den beiden Reihen gegeneinander versetzt. Gleichzeitig wird ein Bewehrungsdraht 11 in Längsrichtung des herzustellenden Profilstabes in den Strom 1 aus thermoplastifiziertem Kunststoff eingeführt und hinundhergehend zickzackförmig um die Hilfsbauteile 2 herum­ geführt.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 2 bis 6 erkennt man den grundsätzlichen Aufbau von Vorrichtungen zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es handelt sich um Strangpreßwerkzeuge 3, welche, wie bereits erwähnt, ein­ laufseitig ein heißes Werkzeugteilstück 4 und auslaufseitig ein kaltes Werkzeugteilstück 5 aufweisen. Das Strangpreßwerk­ zeug 3 besitzt einen durchgehenden Form- und Kalibrierkanal 7. Es ist stets zumindest eine Hilfsbauteileinführungseinrich­ tung 12 im Bereich des Überganges zwischen heißem und kaltem Werkzeugteilstück 4 bzw. 5 vorgesehen. Die Hilfsbauteilein­ führungseinrichtung 12 weist einen Hilfsbauteileinführungs­ kanal 13 auf, der orthogonal zur Achse des Form- und Kali­ brierkanals 7 in diesen einmündet. Dem Hilfsbauteileinfüh­ rungskanal 13 ist ein Einführungsschieber 9 zugeordnet, der hinundhergehend in den Form- und Kalibrierkanal 7 einfaßt. Bei den Fig. 2 und 4 bis 6 ist der Einführungsschieber 9 zu­ gleich als Abscherwerkzeug ausgebildet, wobei andere Bauteile des Strangpreßwerkzeuges bei 14 gleichsam als festes Scher­ messer funktionieren.

Die Fig. 7 mit ihren Teilfiguren a bis k macht deutlich, daß die verschiedensten Profilstäbe 15 und in diesen die ver­ schiedensten Hilfsbauteile 2 in unterschiedlicher geometri­ scher Ordnung angeordnet werden können.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen eines Profilstabes aus thermo­ plastischem Kunststoff mit einer Mehrzahl von geordnet einge­ betteten Hilfsbauteilen aus einem anderen Werkstoff,
wobei der thermoplastifizierte Kunststoff mit Hilfe eines Strangpreßwerkzeuges, welches ein formendes heißes Werkzeugteilstück und ein kalibrierendes kaltes Werkzeugteilstück sowie einen durchgehenden Form- und Kalibrierkanal aufweist, stranggepreßt wird,
und wobei die Hilfsbauteile in den thermoplastifizierten Kunst­ stoff eingeführt und in diesen eingebettet werden, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hilfsbau­ teile, die eine Länge aufweisen, die nicht ganz der Höhe des Form- und Kalibrierkanals entspricht, quer zur Achse des Form- und Kalibrierkanals in den kontinuierlichen Strom aus thermo­ plastifiziertem Kunststoff taktweise eingeführt werden, und zwar im Bereich des Überganges zwischen dem heißen Werkzeug­ teilstück und dem kalten Werkzeugteilstück, und daß die Hilfs­ bauteile danach von dem Strom aus thermoplastifiziertem Kunst­ stoff mitgenommen und an den quer zu ihrer Einführrichtung in den Form- und Kalibrierkanal verlaufenden Kanalwänden un­ mittelbar oder unter Zwischenschaltung einer dünnen Kunst­ stoffschicht geführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsbauteile Abschnitte von einem Hilfsbauteilstrang verwendet und diese beim Einführen in den Strom aus thermo­ plastifiziertem Kunststoff von dem Hilfsbauteilstrang, z. B. einem Draht, mit Hilfe eines hinundhergehenden Schiebers abgeschert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsbauteile gestapelt und einzeln mit Hilfe von hinund­ hergehenden Schiebern aus dem Stapel herausgestoßen und in den Strom aus thermoplastifiziertem Kunststoff eingestoßen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hilfsbauteile in das heiße Werkzeugteilstück eingeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hilfsbauteile in das kalte Werkzeugteilstück eingeführt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hilfsbauteile in zwei längslaufenden Reihen im Bereich der beiden Längsränder des herzustellenden Profil­ stabes in den Strom aus thermoplastifiziertem Kunststoff ein­ geführt werden, und zwar mit Taktabstand voneinander sowie gegebenenfalls in den beiden Reihen gegeneinander versetzt, und daß gleichzeitig ein Bewehrungsdraht in Längsrichtung des herzustellenden Profilstabes in den Strom aus thermopla­ stifiziertem Kunststoff eingeführt und hinundhergehend zick­ zackförmig oder mäanderförmig um die Hilfsbauteile herumge­ führt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hilfsbauteile im Bereich von Profilflan­ schen in den thermoplastifizierten Kunststoff eingebettet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit metallischen Hilfsbauteilen gearbeitet wird.

9. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, - mit einem Strangpreßwerkzeug, wel­ ches einlaufseitig ein heißes Werkzeugteilstück und auslauf­ seitig ein kaltes Werkzeugteilstück aufweist, und mit einem durchgehenden Form- und Kalibrierkanal, gekenn­ zeichnet durch zumindest eine Hilfsbauteil­ einführungseinrichtung (12) im Bereich des Überganges zwischen dem heißen und dem kalten Werkzeugteilstück (4 bzw. 5), wobei die Hilfsbauteileinführungseinrichtung (12) einen Hilfsbau­ teileinführungskanal (13) aufweist, der orthogonal zur Achse des Form- und Kalibrierkanals (7) in diesen einmündet, und wobei dem Hilfsbauteileinführungskanal (13) ein Führungsschie­ ber (9) zugeordnet ist, der hinundhergehend in den Form- und Kalibrierkanal (7) einfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführschieber (9) zugleich als Abscherwerkzeug ausge­ bildet ist.