DE861022C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen, insbesondere Schlaeuchen, aus thermoplastischen Massen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen, insbesondere Schläuchen, aus thermoplastischen Massen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen, insbesondere Schläuchen, aus thermoplastischen Massen. Sie bezieht sich insbesondere auf die Verarbeitung von Polyäthylen und Kunststoffen, die sich ähnlich verhalten.
• Es sind Verfahren bekannt, Folien aus Polyäthylen dadurch herzustellen, daß man Polyäthylen aus der Diise einer Schneckenpresse bei einer Temperatur, bei der es viskos ist, in Form eines Schlauches auspreßt und diesen Schlauch unmittelbar nach dem Auspressen aufbläht. Diese Verfahren machen in der Praxis erhebliche Schwierigkeiten, die vor allem dadurchtbegründet sind, daß die durch das Erwärmen plastifizierte Kunststoffmasse nicht genügend homogen ans der Düse aus--getrieben wird, weil entweder der Vorschub mit Rück-^sicht auS die Schlaucherzeugung so groß ist, daß - einzelne Teile der Masse noch eine größere Viskosität besitzen oder weil die Viskosität der Masse am Düsenaustritt nicht ganz gleichmäßig ist. Daher wurden die bisher erzeugten Schläuche, insbesondere diejenigen aus Polyäthylen, entweder nicht genügend homogen, also nicht genügend durchsichtig, oder es mußten -Zusätze dern Polyäthylen beigemengt werden, welche seine Eigenschaften beeinträchtigten, wie z. B. Polyvinyläther und andere gleiche Mittel. Außerdem war es-bisher kaum möglich, gleichmäßige Schläuche geringer Wandstärke zu erzeugen, weil die nicht genügend homogenisierte Schlauchfolie riß.
• Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung behoben. Nach der Erfindung wird das plastische Màterial, beispielsweise Polyäthylenr in einen homogenen, hoch viskosen, ziehfähigea - Zustand gebracht und aus dem Oberflächenspiegel dieser hoch viskosen plastischen Masse das-Formteil, z. B. der Schlauch, in einer Weise gezogen, wie dies bei Gläsern bekannt ist.
• Das Verfahren kann in der Weise angewandt werden, daß das plastische Material in einem solchen Behälter auf die gewünschte Viskosität erwärmt wird, daß es aus diesem Behälter unter einem geringen Drucknach oben derart ausquillt, daß es hier einen im wesentlichen waagerechten Spiegel bildet. In diesem Fall ist jede Schneckenpresse und andere Vorrichtung, bei der das Material gleichzeitig geknetet und transportiert wird, überflüssig. Man kann das Verfahren aber auch bei Vorrichtungen anwenden, die eine knetende Transportvorrichtung, z. B. eine Schneckenpresse, besitzen. In diesem Falle wird das Material aus dieser Transportvorrichtung mit einem so geringen Überdruck und bei solch einer gleichmäßigen Temperatur ausgestoßen, daß die viskose Masse einen Spiegel bildet, aus dem die Formteile gezogen werden können.
• Die Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens können in einem einfachen Behälter bestehen, der mit einer Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur, bei der die Masse die gewünschte Viskosität besitzt, einer am Behälter obenliegenden Austrittsöffnung für diese Masse sowie mit einer Abzugsvorrichtung für die zu ziehenden Formteile versehen ist. Bei Verwendung einer knetenden Transportvorrichtung wird vorzugsweise ein Einsatz benutzt, der von außen beheizbar und mit Metallkörpern gefüllt ist, durch welche die Masse beim Durchdrücken geknetet wird.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert.
• Fig. I zeigt einen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine andere Vorrichtung gemäß der Erfindung.
• Bei der Anordnung nach Fig. I ist ein zylindrischer Behälter a in einen zylindrischen Außenbehälter b eingesetzt. Der Außenbehälter kann geheizt werden, beispielsweise dadurch, daß er mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die oberhalb der gewünschten Heiztemperatur siedet. Da Polyäthylen bei einer Temperatur von etwa I30" schmilzt, käme für die Heizung eine Flüssigkeit in Betracht, die oberhalb I500 siedet, beispielsweise Glycerin. Die Erwärmung der Flüssigkeit erfolgt durch elektrische Heizelementec. Der Heizstrom wird gesteuert durch einen Thermostaten d.
• Die Art dieser Steuerung ist üblich und hier nicht dargestellt.
• Der Behälter a ist völlig geschlossen bis auf Einwurföffnungene für die zu erwärmende Masse und eine unter dem Niveau der Einwurföffnungen e liegenden Austrittsöffnungk für die erwärmte ausquellende Masse. Der Boden des Behälters a besitzt unterhalb der Austrittsöffnung h nach oben eine MTolbung i, so daß eine ringförmige Rinne k entsteht. Die Austrittsöffnung h wird gebildet von nach unten gezogenen Wänden g und nach oben gezogenen Wänden f, die auf ihrer Außenseite von dem flüssig gemachten Material bespült und somit auf der Temperatur dieses Materials gehalten werden. Dadurch wird sichergestellt, daß das aus der Öffnung h ausquellende Material rundherum von Wänden gleicher Temperatur umgeben wird.
• Das Material, das durch die Einwurföffnungen e in der Regel in Form von festen Stücken 1 eingeworfen wird, schmilzt infolge der Erwärmung zu einer Schmelze m. Etwaige schwerere Verunreinigungen setzen sich in der Rinne k ab, von wo sie von Zeit zu Zeit entfernt werden können, leichtere Verunreinigungen schwimmen auf dem Flüssigkeitsspiegel n, von wo sie ebenfalls von Zeit zu Zeit abgezogen werden können. Zu der Öffnung h gelangt daher nur gleichartige und gleichmäßig erwärmtes Material, wobei die Wölbung i dafür sorgt, daß das Material beim Eintritt in die Öffnung gründlich durchgewärmt wird. Die Wände g können so tief gezogen sein, daß eine nicht zu breite Durchflußöffnung vom Behälter a zum Austritt verbleibt. Das flüssige Material steigt in der Austrittsöffnung k unter dem hydrostatischen Druck entsprechend dem Flüssigkeitsspiegel n hoch. Infolge seiner Viskosität wird es die Höhe des Flüssigkeitsspiegels n in der Regel nicht erreichen, sondern bildet einen im wesentlichen waagerechten Flüssigkeitsspiegel o.
• In den Flüssigkeitsspiegelo taucht die Abziehvorrichtung ein. Sie besteht beispielsweise aus einem Ring oder einem kurzen Rohr, welches dann in Richtung des Pfeiles A mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die der Stärke des zu erzeugenden Schlauches und den Abkühlungsverhältnissen entspricht. Anstatt eines ringförmigen Abziehkörpers können auch Abziehkörper anderer Form, beispielsweise ein Körper von 1-Form, benutzt werden, so daß dann aus dem Material entsprechende Formkörper gezogen werden. Die Formkörper können entweder aufgewickelt oder in kürzeren oder längeren Enden abgeschnitten oder auch vor dem Erkalten verformt werden.
• Beispielsweise kann ein aus dem Spiegel o gezogener Schlauch zwecks Verringerung seiner Wandstärke auf das Mehrfache seines Durchmessers aufgebläht werden.
• Zu diesem Zweck kann innerhalb der Öffnung ein Luftzuleitungsrohr axial zur Öffnung eingesetzt sein, das durch den ganzen Außenbehälter b hindurchreicht und oberhalb des Flüssigkeitsspiegels o endet. Durch Einblasen von Luft durch dieses Rohr wird der aus demFlüssigkeitsspiegel o gezogene Schlauch aufgebläht.
• Benutzt man dieses Aufblähen, um dünne Folien aus dem Material zu erhalten, so kann- der aufgeblähte Schlauch, nachdem er erkaltet ist, zusammengefaltet und aufgewickelt werden; die Luftmenge bleibt dann ständig innerhalb des Schlauches zwischen. dem Flüssigkeitsspiegel 0 und der Aufwicklungsstelle erhalten, so daß durch das Blasrohr kaum Luft nachgefördert zu werden braucht.
• In Fig. 2 ist vor die Mündung einer Schneckenpresse p ein Vorsatzkörper q gesetzt, der die Form eines liegenden T-förmigen Rohrstückes besitzt; an das offene obere Ende ist ein schalenförmiges Austrittsmundstück r angesetzt. Das untere Ende ist durch einen Boden s verschlossen, der ein Luftzuführungsrohr t trägt, das unten aus dem-Boden s mit einem Anschluß herausragt und nach oben bis über das Austrittsmundstück r ragt. Das Rohr t ist umgeben von einer konzentrischen zylindrischen Wand . Der Zwischenraum zwischen Rohr t und Wand u wird durch ein flüssiges Heirmittel geheizt, das durch einen Anschlußstutzen v eingeführt werden kann.
• In dem waagerechten Schenkel des Vorsatzkörpers q ist ein Zylinder w eingesetzt, dessen Eingangsbasis durch eine Lochplatte x und dessen Ausgangsbasis durch eine Lochplatte x' und ein Sieb y abgeschlossen sind. Der Zylinder w ist mit Metallkugeln z gefüllt.
• Der waagerechte Schenkel des Körpers q ist von einem Heizmantel j umgeben.
• Die von der Schneckenpresse oder einem anderen Transportmittel transportierte, zerkleinerte und erweichte Kunststoffmasse tritt durch die Lochplatte x in den Zylinder w ein. Durch die Metallkugeln wird der Kunststoff gezwungen, die ihm bisher durch die Schneckenpresse aufgezwungene Drehbewegung aufzugeben, und dabei wird er beim Durchquetschen zwischen den Metallkugeln geknetet. Die Metallkugeln sind durch die Heizung j auf eine höhere Temperatur gebracht, als sie in der Schneckenpresse p herrschte.
• Die verflüssigte Masse tritt dann aus dem Sieb y, welches Schmutzteilchen zurückhält, und der Lochplatte x', welche das Sieb y stützt, in den senkrecht stehenden Teil des Körpers q und bildet, da der Druck der Masse entsprechend gering gehalten wird, innerhalb des Austrittsmundstückes r einen im wesentlichen waagerechten Flüssigkeitsspiegel, aus dem die Masse durch entsprechende Ziehformen gezogen werden kann. Die Masse wird innerhalb des senkrechten Teiles des Körpers q durch die Heizung des Rohres u weiterhin auf gleichmäßiger Temperatur gehalten. Der ausgetretene Kunststoff kann mittels der durch das Rohr t eingeblasenen Luft aufgebläht werden. Die Wandstärke der so aufgeblähten Schläuche kann durch Verstellen des Rohres t unschwer eingestellt werden.
• Zwischen dem waagerechten Teil des Körpers q und dem Austrittsmundstück r ist im dargestellten Beispiel noch ein Lochring r' eingesetzt, der ein gleichmäßiges Austreten der Masse am ganzen Umfang gewährleistet.
• PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zum Herstellen von Formteilen, insbesondere Schläuchen, aus thermoplastischen Massen, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Masse in einen homogenen, hoch viskosen, ziehfähigen Zustand gebracht wird und dann aus dem Oberflächenspiegel dieser Masse die Formteile, z. B. Schläuche, gezogen werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse in einem solchen Behälter auf die gewünschte Viskosität erwärmt und unter einen so geringen Überdruck gesetzt wird, daß sie aus diesem Behälter mit nur geringem Druck nach oben derart ausquillt, daß sie hier einen im wesentlichen waagerechten Spiegel bildet.

   3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse aus einer knetenden Transportvorrichtung, z. B. einer Schneckenpresse, nach oben mit einem so geringen Überdruck ausgestoßen wird, daß sie oberhalb der Ausstoßstelle einen im wesentlichen waagerechten Spiegel bildet, aus dem die Formteile gezogen werden können.

   4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter für die plastische Masse mit einer Vorrichtung zum Aufrechterhalten einer konstanten Temperatur, einer obenliegenden Austrittsstelle für die flüssig gemachte plastischeMasse und mit einer Abzugsvorrichtung für die zu ziehenden Formteile versehen ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Behälters unterhalb der Austrittsstelle nach oben gewölbt ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter eine solche Form besitzt, daß die plastische Masse nur zur Austrittsstelle gelangt, nachdem sie die gewünschte Temperatur angenommen hat und etwaige Verunreinigungen hat absetzen können.

   7. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer mechanischen Vorrichtung, durch welche das plastische Material transportiert und geknetet wird, und der Austrittsöffnung eine von außen geheizte und mit Metallkörpern gefüllte Kammer vorgesehen ist, durch welche die Masse hindurchgetrieben wird.

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsstelle für die plastische Masse von einem Luftzuleitungsrohr durchdrungen ist, das oberhalb des Spiegels der ausquellenden Masse endet.

   9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Austrittsstelle so angeordnet sind, daß sie auch an ihren Außenseiten die Temperatur der ausquellenden Masse besitzen.

   IO. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftzuleitungsrohr von einem Mantel umgeben ist, der auf die Temperatur der ausquellenden Masse erwärmt ist.

   II. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis IO, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftzuleitungsrohr in axialer Richtung verstellbar ist.

   12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis II, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch eine Flüssigkeit erfolgt, deren Siedepunkt oberhalb der Erwärmungstemperatur liegt.

   Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 432 302.