DE4243285A1 - Vorrichtung zur Zentrierung von Extrusionswerkzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zen­ trierung eines Extrusionswerkzeuges mit kreisförmigem Austrittsspalt entsprechend der im Anspruch 1 genannten Gattung.

Bei der Extrusion von kreisringförmigen Extrudaten, wie z. B. Rohren oder Schläuchen, sind in Umfangsrichtung stets Wanddickenunterschiede feststellbar. Diese können aus konstruktionsbedingten Stegen im Strömungskanal und in unvollkommener Auslegung und Fertigung von Verteiler­ systemen resultieren. Diese Erscheinungen können aber auch durch eine unsymmetrische Werkzeugbeheizung und durch Änderungen im Fließverhalten der Kunststoffschmel­ zen hervorgerufen werden.

Die zulässigen Abweichungen der Wanddicke sind zumeist in Normen festgelegt. Ziel der Extrudathersteller ist es in der Regel, diese Normen weit zu unterbieten und nach Möglichkeit an der unteren Toleranzgrenze zu fahren. Deshalb ist der Einstellung des Werkzeugspaltes zwischen Düse und Dorn erhöhte Aufmerksamkeit zu schenken und dessen Einstellbarkeit bei laufender Produktion unbe­ dingt zu gewährleisten.

Üblicherweise erfolgt die Einstellung des Werkzeugspal­ tes durch mindestens drei, gleichmäßig am Umfang ver­ teilt angeordneten Zentrierschrauben, welche die Düse in radialer Richtung verschieben. Die Betätigung der Zen­ trierschrauben erfolgt von Hand unter Zuhilfenahme ge­ eigneter Werkzeuge.

In der DE 39 36 496 ist ein Schraubgerät beschrieben, welches die manuelle Tätigkeit übernimmt und mit einer Rechen- und Steuereinheit gekoppelt ist.

Eine ähnliche Lösung ist aus der DE G 87 04 664 bekannt. Hier werden an Stelle der üblichen Zentrierschrauben vier Keiltrieb-Verstelleinrichtungen verwendet.

In den DE 32 16 377 und DE 35 05 837 sind anders gearte­ te Lösungen vorgestellt, in denen die Düse in einer ku­ gelkalottenartigen Lagerung gehalten wird. Die Spaltver­ stellung wird durch das Schwenken der Düse erreicht, welches durch axial angeordnete Schrägscheiben bzw. durch vier am Umfang angreifende Exzenter bewirkt wird. Alle genannten Lösungen haben Nachteile.

So ist bei den beiden letztgenannten Lösungen festzu­ stellen, daß nach einer Verstellung der Düse kein Paral­ lelspalt in der Bügelzone mehr vorhanden ist, was dem Relaxationsbedarf der Kunststoffschmelze entgegensteht. Allen genannten Lösungen gemeinsam ist der Nachteil, das die Düse meist in eine Richtung verschoben werden muß, die nicht mit der Kraftrichtung nur eines Verstellele­ mentes übereinstimmt. Daher ist streng genommen eine ex­ akte Verstellung der Düse nur dann möglich, wenn alle Verstellelemente in genauer Koordination betätigt wer­ den. Das erfordert bei der manuellen Verstellung ein ho­ hes Maß an Fingerspitzengefühl.

Dennoch bleibt die Verstellung ungenau und zeitaufwen­ dig. Hohe Ausschußkosten sind die Folge. Maschinell ar­ beitende Verstelleinrichtungen müssen gerätetechnisch aufwendig ausgelegt sein und verteuern daher die Anlage in unvertretbarer Weise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentrier­ vorrichtung der genannten Art so zu gestalten, daß die Düse um einen vorgegebenen Betrag sehr präzise in eine beliebige und radiale Richtung verschiebbar ist und gleichzeitig dem Relaxationsbedarf der Schmelze entspro­ chen wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß radial zwischen einer Schulter des Grundkörpers und der Düse zwei Exzen­ terringe axial gesichert und um die Achse des Extrusi­ onswerkzeuges drehbar gelagert sind und jeder Exzenter­ ring Antriebselemente für einen Drehantrieb besitzt. Zweckdienliche Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6.

Die Erfindung besitzt herausragende Gebrauchseigenschaf­ ten. Auf einfache Weise und in kürzester Zeit können jetzt Wanddicken- und Toleranzabweichungen äußerst prä­ zise korrigiert werden.

Dabei besitzt die Vorrichtung einen einfachen Aufbau. Von Vorteil ist weiterhin, daß sich die Vorrichtung auf Grund ihrer Kompaktheit an bereits vorhandenen Extrusi­ onswerkzeugen nachrüsten läßt.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbei­ spiel näher erläutert.

Dazu zeigen:

Fig. 1 Prinzipdarstellung eines Extrusions­ werkzeuges mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 2 Extrusionswerkzeug mit der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt

Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines Extrusionswerkzeuges mit der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung.

Das Extrusionswerkzeug besteht in bekannter Weise aus den wesentlichen Elementen Dorn 1 und Düse 2, die in ih­ ren Abmessungen einen kreisförmigen Ringspalt 3 bilden. Dem Extrusionswerkzeug angepaßt ist eine Vorrichtung zur Zentrierung der Düse 2. Diese Zentriervorrichtung be­ steht im wesentlichen aus einem Grundkörper 4 und zwei, aufeinander abgestimmten Exzenterringen 5 und 6. Beide Exzenterringe 5 und 6 sind radial zwischen dem Grundkör­ per 4 und der Düse 2 angeordnet und um die Werkzeug­ längsachse drehbar gelagert, wobei sich der innere Ex­ zenterring 5 gegen die Düse 2 und der äußere Exzenter­ ring 6 gegen den Grundkörper 4 abstützt. Beide Exzenter­ ringe 5 und 6 besitzen voneinander getrennte Antriebs­ elemente 7 und 8 für je einen Drehantrieb nach beliebi­ ger Art. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, sind diese An­ triebselemente 7 zahnartig ausgebildet und am Umfang der Exzenterringe 5, 6 angeordnet. Zur Erkennung der einzel­ nen Positionen tragen beide Exzenterringe 5 und 6 ent­ sprechende Markierungen 9 und 10. Die axiale Sicherung beider Exzenterringe 5 und 6 werden von dem Grundkörper 4 und einer, über ein Distanzstück 11 an dem Grundkörper 4 befestigten Begrenzungsplatte 12 übernommen. Aus Ver­ schleißgründen kann zwischen dem inneren Exzenterring 5 und der Düse 2 ein Gleitring 13 angeordnet sein. Eine zwischen dem äußeren Exzenterring 6 und dem Grundkörper 4 befindliche hintere Begrenzungsplatte 14 gibt der Vor­ richtung die Kompaktheit, um sie nachrüstbar zu gestal­ ten.

Die ständige Dickenmessung während der laufenden Produk­ tion und die bedarfsgerechte Zentrierung der Düse 2 er­ folgt in einem geschlossenen Regelkreis. Zunächst werden die maßlichen Abweichungen der Wandstärke von der Soll­ größe und ihre Exzentrizität erfaßt und einem Auswerter zur Verfügung gestellt. Dieser Auswerter übermittelt entsprechende Signale an die Drehantriebe beider Exzen­ terringe 5 und 6. Daraufhin werden beide Exzenterringe 5 und 6 zunächst so verstellt, daß die beiden Markierungen 9 und 10 genau spiegelsymmetrisch zu der Geraden liegen, welche durch die Richtung der Exzentrizität und dem Kreismittelpunkt des Dornes 1 bestimmt ist. Im weiteren werden beide Exzenterringe 5 und 6 gleichermaßen so ver­ stellt, daß sich ihre Markierungen 9 und 10 auf die Ex­ tremstelle der Exzentrizität zu bewegen. Die Exzenter­ ringe werden so weit verschoben, bis sich der Abstand beider Markierungen 9 und 10 zueinander umgekehrt pro­ portional zum Betrag der Exzentrizität verhält. Durch die relative Verstellung der Exzenterringe 5 und 6 verändern sich, bezogen auf jeden radialen Punkt, die Summen der Stärken beider Exzenterringe 5 und 6. Dadurch kommt es zur Verschiebung der Düse 2 um den erforderlichen Betrag und in die erforderliche Richtung.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Zentrierung von Extrusionswerkzeu­ gen mit einem kreisförmigen Ringspalt, bestehend aus ei­ nem Grundkörper, der einen Dorn und eine Düse des Extru­ sionswerkzeuges umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß radial zwischen einer Schulter des Grundkörpers (4) und der Dü­ se (2) zwei Exzenterringe (5, 6) axial gesichert und um die Achse des Extrusionswerkzeuges drehbar gelagert sind und jeder Exzenterring (5, 6) Antriebselemente (7, 8) für einen Drehantrieb besitzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äu­ ßere Exzenterring (6) den Grundkörper (4) und der innere Exzenterring (5) den äußeren Exzenterring (6) axial überragen und an den freien Umfangsflächen der beiden Exzenterringe (5, 6) Antriebselemente (7, 8) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebselemente (7, 8) als Außenverzahnung ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Sicherung der Exzenterringe (5, 6) eine vordere Begrenzungsplatte (12) über ein Distanzstück (11) am Grundkörper (4) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß axial zwischen dem Grundkörper (4) und den Exzenterringen (5, 6) eine hintere Begrenzungsplatte (14) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem inneren Exzenterring (5) und der Düse (2) ein Gleitring (13) befindet.