DE2625786A1

DE2625786A1 - Strangpresskopf zum herstellen eines hohlstranges aus thermoplastischem werkstoff

Info

Publication number: DE2625786A1
Application number: DE19762625786
Authority: DE
Inventors: Harald Feuerherm
Original assignee: Individual
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1976-06-09
Filing date: 1976-06-09
Publication date: 1977-12-15
Also published as: DE2625786B2; DE2625786C3

Description

nStrangpreßkopf zum Herstellen eines Hohlstranges aus thermoplastischem Werkstoff" Die Erfindung betrifft einen Strangpreßkopf entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einem bekannten Strangpreßkopf der vorgenannten Art sind die hohlzylinderartigen Mündungen nur durch eine dünne Büchse voneinander getrennt und münden auf der gleichen Seite des Ringkolbens in einen Kanal (DT-OS 2 100 192).
Es ist ferner ein Strangpreßkopf mit einer einzigen hohlzylinderartigen Mündung in den Stauraum bekannt. Bei diesem Strangpreßkopf sind zwischen dem Dorn und dem Gehäuse Stege zur Abstützung des Dornes vorgesehen, die durch ein Ringstück miteinander verbunden und auf zwei unterschiedlichen Durchmessern versetzt zueinander angeordnet sind (Kunststoffe 66 (1976), Seiten 15 bis 17).
Bei beiden bekannten Strangpreßköpfen tritt leicht eine nachteilige Relativbewegung zwischen den aus den beiden Mündungen stammenden Werkstoffströmen auf. Um Nachteile bei den herzustellenden Behältern zu vermeiden, sind gleiche Geschwindigkeiten der beiden im Zufuhrkanal gebildeten Einzelströme erforderlich.
Es ist um so schwieriger, die Widerstände in den Kanälen entsprechend abzustimmen, je höher die Geschwindigkeit der Werkstoffe in diesen Kanälen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mindestens zwei Kanäle zum Zuführen des Werkstoffes aufweisenden Strangpreßkopf zu schaffen, bei dem die aus den beiden hohlzylinderartigen Mündungen in den Stauraum austretenden Werkstoffströme bei möglichst großen Bereichen an nacheinander verarbeitbaren unterschiedlichen Werkstoffen und/oder von unterschiedlichen Durchsatzmengen in der Zeiteinheit eine möglichst kleine Relativgeschwindigkeit aufweisen. Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Durch die Trennung der beiden Ströme bis zum Stauraum werden diese unmittelbar einzeln in diesen Stauraum eingespeist, wodurch die Geschwindigkeit der Einzelströme während der Vereinigung sehr gering ist sowie Orientierungen und Markierungen im Fertigteil weitgehend vermieden werden. Es können z. B. zwei verschiedene Farben oder zwei unterschiedliche Werkstoffe in den Stauraum praktisch ohne gegenseitiges Vermischen eingespeist werden. Der Strangpreßkopf ist raumsparend und stabil ausgebildet.
Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung entsprechend den Merkmalen des Anspruches 2 werden Werkstoffnester weitgehend vermieden, so daß in den Stauraum eingebrachter neuer Werkstoff nach kurzer Zeit durch alten Werkstoff nicht mehr verunreinigt wird. Hierdurch können im Verlaufe des Betriebes des Strangpreßkopfes Werkstoffe unterschiedlicher Farbe oder Eigenschaft kurz hintereinander verarbeitet werden, ohne daß sich eine lange Zwischenzeit ergibt, in der die Werkstoffe miteinander vermischt werden.
Die Bauform nach den Merkmalen des Anspruches 7 ermöglicht die Ausbildung der Zufuhr des Werkstoffes über mehr als zwei Kanäle, die bis zum Stauraum voneinander getrennt sind.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser sind vier Strangpreßköpfe als Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1, 3, 5 und 7 je einen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel entsprechend den Linien I-I in Fig. 2, III-III in Fig. 4, V-V in Fig. 6 und VII-VTI in Fig. 8, Fig. 2, 4, 6 und 8 Querschnitte durch die Ausführungsbeispiele nach den Linien II-II in Fig. 1, IV-IV in Fig.
3, VI-VI in Fig. 5 und VIII-VIII in Fig. 7.
Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei gleichartigen Teilen zur Kennzeichnung des Unterschiedes ein Kleinbuchstabe angehängt ist.
Der Strangpreßkopf nach den Fig. 1 und 2 hat ein nach Art eines Hohlzylinders ausgebildetes Gehäuse 1, in das eine äußere Büchse 2 und eine innere Büchse 3 eingesetzt sind. Die äußere Büchse 2 steht mit ihrer kegelförmigen Unterseite auf einem kegelförmigen Teil 4 des Gehäuses 1 auf. Die innere Büchse 3 hat an ihrer Oberseite einen nach außen ragenden Flansch 5, der die äußere Büchse 2 und das Gehäuse 1 überragt und auf diesem aufsteht. In der Mitte des Gehäuses ist ein Dorn 6 angeordnet, der an seinem kegelförmigen oberen Ende in einer entsprechenden Ausnehmung der inneren Büchse 3 sitzt und mit einer Mutter 7 in der inneren Büchse gehalten ist. Zwischen der äußeren Büchse 2 und der inneren Büchse 3 ist ein Ringkolben 8 axial verschiebbar gelagert, der von außen mittels Stangen 9 antreibbar ist, die nicht alle dargestellt sind.
Auf der Außenseite der äußeren Büchse 2 ist ein herzkurvenförmiger Kanal 10 vorgesehen, der den von einem Zufuhrkanal 11 stammenden Werkstoff gleichmaßig auf dem Umfang der äußeren Büchse 2 verteilt, so daß er an der Mündung 12 des herzkurvenförmigen Kanals 10 in Form eines Schlauches austritt.
Auf der Außenseite des Dornes 6 ist ebenfalls eine herzkurvenförmige Ausnehmung 13 vorgesehen, die zusammen mit der kegelförmigen Innenfläche der inneren Büchse 3 einen herzkurvenförmigen Kanal 13 bildet, durch dessen Mündung 14 der durch einen Zufuhrkanal 15 herangeführte Werkstoff in Form eines Schlauches austritt. Die auf einem gleichen Durchmesser angeordneten Teile der Zufuhrkanäle 11 und 15 münden in einen radial angeordneten Zufuhrkanal 16, wobei im Bereich der Mündung ein Trennkeil 17 zum Trennen des durch den Zufuhrkanal 16 herangeführten Werkstoffes in zwei Teilströme dient. Der Zufuhrkanal 16 ist an einen nicht dargestellten Extruder angeschlossen. Die Zufuhrkanäle 11 und 15 können auch getrennt voneinander an unterschiedliche Extruder angeschlossen sein, die unterschiedlich gefärbte undXoder verschiedenartige Werkstoffe extruaieren. Während sich der Zufuhrkanal 11 nur auf einem Teil des Umfanges der äußeren Büchse 2 erstreckt, durchsetzt der Zufuhrkanal 15 entsprechend Fig. 2 die äußere Büchse 2 und die innere Büchse 3.
Unterhalb des in seiner angehobenen Lage dargestellten Ringkolbens 8 ist ein vom Gehause 1 und vom Dorn 6 begrenzter Stauraum 17 vorgesehen. Dieser ist an seiner Unterseite durch einen im Querschnitt keilförmigen und auf seiner Innenseite eine Kegelfläche ausweisenden Begrenzungskörper 18 auf seiten des Gehäuses 1 und durch eine kegelförmige Erweiterung 19 des Dornes 6 begrenzt. DIeser Erweiterung folgt nach einem kurzen zylinderförmigen Zwischenstück 20 eine kegelförmige Verengung 2f, der sich nach einem zylinderförmigen Teil 22 wieder eine kegelförmige Erweiterung 23 anschließt. Der obere Teil der kegelförmigen Verengung 21 befindet sich im Bereich des unteren Teiles des Begrenzungskörpers 18. Der Regelwinke: cer Innenseite des regenzungskörers 18 c-nCspricht dem Kegel-Winkel des Kegelteiles 21. Ein unterhalb des Gehäuses 1 angeordneter Düsenkörper 24 ist durch einen am Gehäuse 1 angebrachten Ringkörper 25 gehalten. Die Innenseite des Düsenkörpers 24 ist den Teilen 21 bis 23 des Dornes 6 unter Freilassen eines ringförmigen Zwischenraumes angepaßt, der sich in Richtlzrg zur Mündung 26 des Düsenkörpers 24 stetig leicht verengt.
Der Ringkolben 8 ist an seinem dem Begrenzungskörper 18 benachbarten Teil im Querschnitt nach Art eines gleichseitigen Dreiedcesausgebildet. Der Ringkolben 8 ist mittels der Stangen 9 senkbar und durch den in den Stauraum 17 fließenden Werkstoff hebbar. Sein im Querschnitt dreieckförmiger Teil entspricht dem Innenkegel des Begrenzungskörpers 18 und dem Kegel 19 des Dornes 6. In der untersten Lage des Ringkolbens 8 ist ein Abstand zwischen dem Begrenzungskörper 18 und dem Kegel 19 des Dornes 6 vorhanden, wie er zwischen der Wand des Dornes 6 und der Innenwand des Ringkolbens 8 einerseits und der Außenseite des Ringkolbens 8 und der Innenwand des Gehäuses 1 andererseits vorhanden ist. Der in den Stauraum 17 über die Mündungen 12 und 14 in plastischem Zustand eingespeiste Werkstoff hebt den Ringkolben 8 an, der im Verlaufe seines Senkvorganges den im Stauraum 17 gespeicherten Werkstoff aus der Mündung 26 austreibt.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 trägt die hier mit 2a bezeichnete äußere Büchse ebenfalls eine Herzkurve auf ihrer Außenseite, während ihre Innenseite wie beim ersten Ausführungsbeispiel teilweise als Gleitfläche für den Ringkolben 8 dient. Die innere Büchse 3a ist mit dem Dorn 6a einstückig ausgebildet. Der nicht bis zur Höhe des Flansches Sreichende Dorn 6a ist auf seiner kegelförmigen Oberseite von einem Füllstück 7a abgedeckt. Der mit 15a bezeichnete Zufuhrkanal ist in Verlängerung des Zufuhrkanals 16 weitergeführt und reicht bis zur Mitte des Füllstückes 7a, das an seiner Unterseite eine kegelförmige Erweiterung hat, in die die Kegelspitze des Dornes 6a hineinragt. Hierdurch wird ein hohlkegelförmiger Kanal 13a geschaffen, der sich in dem aus dem Dorn 6a und der inneren Büchse 3a gebildeten Teil als hohlzylindrischer Kanal fortsetzt und in einem nach außen sich erweiternden kegelförmigen Teil endet, an dessen Ende sich die Mündung 14 im Bereich des unteren Endes des hochgezogenen Ringkolbens.8 befindet. Die innere Büchse 3a und der Dorn 6a sind durch im Ringkanal 13a vorhandene Stege 27 miteinander verbunden, die zwischen sich Raum für den Durchtritt von plastischem Werkstoff frei lassen.
Beim dritten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 liegt die Außenseite des Ringkolbens 8b an der Innenseite des Gehäuses 1b an und die Innenseite des Ringkolbens 8b liegt an der Außenseite 6b des in diesem Bereich zylindrisch ausgebildeten Dornes 6b an. Der Ringkolben 8b hat sowohl an seiner Außenseite als auch an seiner Innenseite je eine herzkurvenförmige Vertiefung, wobei die Vertiefung auf der Außenseite mit der Innenwand des Gehäuses 1b einen Kanal 10b und die auf der Innenseite des Ringkolbens 8b angeordnete Vertiefung mit dem Dorn 6b einen Kanal 13b bildet. Der Kanal 1Ob ist mit einem darüber angeordneten Teleskoprohr 28 verbunden und der Kanal 1 3b mit einem darüber angeordneten Teleskoprohr 29. Die Teleskoprohre 28 und 29 ragen in entsprechende Kanäle im Ringkolben 8b hinein und sind an ihren erweiterten Kopfstücken jeweils zwischen dem Gehäuse 1b und dem Flansch 5b in ihrer Lage gehalten. Der Ringkolben 8b verschiebt sich gegenüber den Teleskoprohren 28 und 29 während seiner Hub-und Senkbewegung. Die Unterseite des Ringkolbens ist im Querschnitt ebenfalls Qls gleichschenkliges Dreieck ausgebildet.
Die- Zufuhrkanäle lib und 15b sind zum Zufuhrkanal 16b symmetrisch angeordnet und führen jeweils zum Innenraum des Teleskoprohres 28 bzw. 29.
Es ist möglich, an jedes der Teleskoprohre 28 und 29 einen besonderen Extruder anzuschließen. Für die Herstellung der inneren und/oder äußeren Schicht kann jeweils mehr als ein Teleskoprohr vorgesehen sein, das jeweils an einen besonderen Extruder angeschlossen ist. Dies ist vor allem für die Herstellung großer Behälter von Vorteil. Wenn der Werkstoff einer Schicht von mehr als einem Extruder gefördert wird, so können unterschiedliche, z. B.
verschiedenfarbige Werkstoffe verwendet werden. Die eine Schicht bildenden Teilströme liegen einander diametral gegenüber. Können aus konstruktiven Gründen die jeweils ein Paar Teilströme verbindenden gedachten Linien von zwei Paar Teilströmen nicht senkrecht zueinander angeordnet werden, so wirkt sich dies beim Anmeldungsgegenstand kaum nachteilig aus.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 ist eine Ausnehmung für einen herzkurvenförmigen Kanal 13 am Dorn 6c vorgesehen, die durch die Büchse 3c begrenzt den Kanal 13 bildet. Der Kanal 10c wird von zwei Teilen des Ringkolbens 8c gebildet, dessen innerer Teil 30 die Ausnehmung trägt und dessen äußerer Teil 31 mit seiner Innenseite die Ausnehmung begrenzt. Die beiden Teile 30 und 31 sind an ihren miteinander verbundenen Seiten gestuft ausgebildet und an ihrer Unterseite nach außen kegelförmig abgeschrägt. Der Kanal 10c steht mit dem Teleskoprohr 28 in Verbindung, dessen erweiterter Kopf zwischen dem Gehäuse 1c und der Büchse 3c angeordnet und am Gehäuse 1 c befestigt ist. Der nach außen sich erweiternde kegelförmige Teil 19c des Dornes 6c ist der Unterseite des Ringkolbens 8c angepaßt und der nach unten kegelförmig sich verengende Teil 21c dem Begrenzungskörper 18. Der zunächst auf der Außenseite der Büchse 3c verlaufende Zufuhrkanal 15c ist in seinem Endteil durch diese Büchse bis zum Dorn 6c hindurchgeführt (Fig. 8). Der Ringkolben 8c hat auf seiner Außenseite eine verhältnismäßig lange Führung im Gehäuse 1c.
Anstelle der herz kurvenförmi gen Ausnehmung 1 3 auf dem Außenumfang des Dornes 6c kann ein dem herzkurvenförmigen Kanal 10 des ersten Ausführungsbeispiels entsprechender Kanal vorgesehen sein.
In diesem Falle ist der Ringkolben an seiner Unterseite nach der anderen Richtung abgeschrägt und auf dem Dorn geführt, der bis in den Düsenkörper 24 hinein zylindrisch ausgebildet ist und zwischen dessen zylindrischem Teil einerseits und dessen zylinderförmigem Teil 22 andererseits nur eine kurze kegelförmige Verengung 21 vorhanden ist.
Beim vierten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 ist es möglich, auf der Außenseite des Ringkolbens 8c eine zusätzliche herzkurvenförmige Ausnehmung vorzusehen, die auf der Außenseite durch das zylinderförmige Gehäuse 1c begrenzt ist. Jedem der in diesem Fall drei herzkurvenförmigen Kanäle kann jeweils von einem besonderen Extruder ein plastischer Werkstoff zugeführt werden, der von dem von einem andern Extruder erzeugten Werkstoff verschieden ist. Es können hiermit also Schläuche extrudiert werden, die von außen nach innen gesehen drei verschiedene Schichten aufweisen, die unterschiedlich farbig und/oder unterschiedliche Eigenschaften und/oder unterschiedliche Kunststoffe aufweisen können.
Andere Kombinationen der vorstehend beschriebenen Bauformen können zu anders ausgebildeten Strangpreßköpfen mit gleichen Eigenschaften wie die vorbeschriebenen Strangpreßköpfe führen.
L e e r s e i t e

Claims

An sprüche Strangpreßkopf zum Herstellen eines Hohlstranges aus thermoplastischem Werkstoff mit einem von einem Gehäuse und einem konzentrisch dazu angeordneten Dorn begrenzten Stauraum für den Werkstoff, mit einem im Stauraum axial verschiebbaren Ringkolben und mit zwei Kanälen zum Zuführen des Werkstoffes, die in Richtung des Stauraumes je eine hohlzylinderartige Mündung aufweisen, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Mündung (12) eines der Kanäle (10) einen Mindestdurchmesser hat, der größer als der Innendurchmesser des Ringkolbens (8) ist und daß sich zwischen beiden Mündungen mindestens ein Teil des Ringkolbens befindet, der die beiden in den Stauraum (17) fließenden Werkstoffströme voneinander trennt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Mündung (12) des anderen Kanals (10) einen Mindestdurchmesser hat, der mindestens gleich dem Außendurchmesser des Ringkolbens (8) ist, und daß der Ringkolben die beiden Werkstoffströme voneinander trennt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Ringkolben !8) an seinem den Auspreßdruck ausübenden Ende im Querschnitt nach Art eines gleichscheig« Dreieckes ausgebildet ist und daß das Gehäuse (1) und der Dorn (6) dem keilförmigen Ende des Ringkolbens mindestens mittelbar angepaßt sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zwei versetzt zueinander angeordneten herzkurvenförmigen Kanälen, wovon der eine Kanal am Dorn vorgesehen ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem Gehäuse (1) und dem Dorn (6) eine Büchse (2) angeordnet ist, die auf ihrer Außenseite eine Vertiefung zur Bildung des andern herzkurvenförmigen Kanals (10) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der innere Kanal (13a) eine zum Dorn (6a) koaxiale Werkstoffzuführung hat und von radialen Stegen (27) durchsetzt ist und daß zwischen dem Gehäuse (1) und dem Dorn eine Büchse (2a) angeordnet ist, die auf ihrer Außenseite eine Ausnehmung zur Bildung eines herzkurvenförmigen Kanals (10) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ringkolben (8b) auf mindestens einer Seite mit einer herzkurvenförmigen Ausnehmung versehen ist, die zusammen mit dem an den Ringkolben an dieser Stelle angrenzenden Teil einen herzkurvenförmigen Kanal (10b, 13b) begrenzt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Ringkolben (8c) aus zwei büchsenartigen Teilen (30, 31) besteht, zwischen denen ein herzkurvenförmiger Kanal (10c) angeordnet kt.
8. orrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Zufuhrkanal zum Ringkolben (8b, zu ein mdt diesem teleskopartig zusammenwirkendes Telespror (28, 29) aufweist