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Die Erfindung betrifft einen Spritzkopf zur Herstellung von Hohlprofilen aus thermoplastischem
Kunststoff, mit einem in einem Gehäuse mittels einer Halterung befestigten Dorn und einem in der
Förderrichtung nach dieser Halterung angeordneten Hohldorn, der den Flusskanal in mindestens zwei koaxial übereinander verlaufende, in sich geschlossene Ringkanalabschnitte unterteilt, wobei die Summe der Querschnitte der koaxial übereinander verlaufenden Ringkanalabschnitte grösser ist als der Querschnitt des in Förderrichtung folgenden Düsenkanals.
Der Spritzkopf ist Teil einer Anlage, die vorwiegend zur Erzeugung von grossen und dick- wandigen Rohren aus thermoplastischem Kunststoff, wie H-PVC, verwendet wird.
Infolge der Unterteilung des Massestroms durch die Abstützung des Dorns an der Innenwand des Düsenkanals, um welche Halterungen das geförderte Spritzgut herumfliessen muss, wird-bedingt durch das Fliessverhalten der Kunststoffe - folgender nachteiliger Effekt hervorgerufen : Das Spritz- gut vereinigt sich nach dem Vorbeifliessen an den Halterungen nicht mehr ohne weiteres zu einem strukturell einheitlichen Ganzen, sondern die gebildeten Teilströme bleiben mehr oder weniger nebeneinander bestehen. Dies ist am fertigen Rohr an Fliessmarken ersichtlich, die die Nahtstellen zwischen den einzelnen Masseströmen bilden und entlang denen die Materialfestigkeit geringer ist, so dass die Rohre bei starkem Innendruck entlang dieser "Nähte" aufplatzen können.
Zur Vermeidung dieser Strukturfehler wurde bereits vorgeschlagen, einander überlappende
Teilströme zu extrudieren, so dass eine festere Verbindung entsteht. Bei dickwandigen Rohren ent- stehen dabei an den Berührungslinien der Teilströme aber starke Fliessmarken, entlang denen bei Druckrohren baldiger Bruch eintritt.
Weiterhin wurde versucht, eine Querdurchmischung im Randbereich der Masseneinzelströme in deren Wiedervereinigungsbereich mittels Leitflächen oder gegenläufigen Gewinden an der Oberfläche des Dorns und der Innenfläche des Gehäuses zu erzielen. Bei dickwandigen Rohren tritt dadurch aber keine befriedigende Wirkung ein.
Weiterhin wurde schon vorgeschlagen, die Teilströme durch im Spritzkopf aufgebauten Gegendruck zu vereinigen. In diesem Zusammenhang ist aus der DE-PS Nr. 1940195 ein Spritzkopf bekannt geworden mit einem in einem Gehäuse mittels einer Halterung befestigten Dorn und einem in der Förderrichtung nach dieser Halterung angeordneten Hohldorn, der den Flusskanal in mindestens zwei koaxial übereinander verlaufende, in sich geschlossene Ringkanalabschnitte unterteilt, wobei die Summe der Querschnitte der koaxial übereinander verlaufenden Ringkanalabschnitte grösser ist als der Querschnitt des in Förderrichtung folgenden Düsenkanals.
Es ist dort ein Spritzkopf beschrieben, bei dem der Kunststoff durch zwei konzentrische Ringspalte fliesst und bei dem der im Anschluss an die Vereinigung der Spalte gebildete Strömungsweg einen gegenüber dem übrigen Strömungsweg verengten Spalt aufweist. Anschliessend an diesen verengten Spalt wird der Strömungsweg aber wieder weiter, so dass ein Druckabfall auftritt. Es hat sich gezeigt, dass auch mit dieser Konstruktion keine befriedigenden Rohrqualitäten erzielbar sind.
Es bestand somit die Aufgabe, eine Spritzkopfkonstruktion zu schaffen, bei der die Nachteile der bekannten Einrichtungen nicht auftreten. Insbesondere sollte ein Werkzeug mit geringer Düsenlänge geschaffen werden, in welchem der zur Verschmelzung der Teilströme nötige Gegendruck sicher erbracht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss bei einem Spritzkopf der angegebenen Art vor allem dadurch gelöst, dass der Flussquerschnitt zum Düsenende hin stetig verjüngt ist.
Die günstigste Temperaturverteilung in der Masse wird erzielt, wenn erfindungsgemäss weiterhin der der Spritzkopfachse am nächsten liegende, nach aussen vom Hohldorn begrenzte Abschnitt des Hauptkanals einen kleineren Querschnitt als die übrigen Querschnitte des Hauptkanals aufweist.
Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung sind in der Halterung mindestens zwei radial zueinander versetzte Reihen von Durchgangsöffnungen vorgesehen, an der zwischen den beiden Reihen Durchgangsöffnungen der Hohldorn befestigt ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Spritzkopfs sind die Querschnitte im Hauptkanal so ausgelegt, dass im Bereich der Unterteilung des Hauptkanals etwa 60%, und im Mundstückbereich etwa 40% des Gegendruckes aufgebaut werden.
Wesentliche Vorteile des erfindungsgemässen Spritzkopfes sind :
1. Der Düsensatz für die einzelnen Rohre wird billiger.
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2. Durch den kleineren Inhalt wird die Verweilzeit gekürzt. Dies bringt eine Einsparung in der Stabilisierung.
3. Die Erfindung ermöglicht die Fertigung von grösseren Druckrohren, was mit normalen
Rohrköpfen auf Grund der zu langen Düsen nicht möglich ist.
4. Der kürzere Düsensatz bringt eine stabilere Bauweise, was der Wandstärkentoleranz zu- gutekommt.
5. Die versetzten Durchbrüche bringen gegenüber den konventionellen Rohrköpfen eine bessere
Verschweissung der Massenstränge.
Wird z. B. erfindungsgemäss der Flusskanal nach der Dornhalterung durch einen Einbau in zwei Kanäle mit je etwa der halben Höhe unterteilt, so wird der nötige Rückdruck je nach den Fliesseigenschaften der Masse schon bei 1/4 bis 1/3 der ursprünglichen Kanallänge erreicht.
Wird das Werkzeug so konstruiert, dass 60% des Rückdrucks in dem einmal unterteilten Kanalbereich und der Rest im Endabschnitt des Kanals aufgebaut werden, so kann der Kanal etwa 40 bis 45% kürzer sein als normal.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in denen Fig. 1 ein Teilschnitt durch einen Spritzkopf im Bereich der Dornhalterung (Halteplatte) und Fig. 2 ein Schnitt durch die Halteplatte ist.
Der Kunststoff wird in Fig. 1 von links nach rechts gefördert : Die Masse strömt entlang des Verteilerkegels --1-- und tritt dann durch Durchgangsöffnungen-2, 3-- der Dornhalteplatte-8-, die in zwei konzentrischen Reihen kreisförmig angeordnet sind. Mit der Dornhalteplatte --8-- ist ein Hohldorn --4-- fest verbunden, der den auf die Halteplatte folgenden Hauptkanal --7-- in zwei Ringkanäle --5, 6-- mit gleicher Höhe unterteilt. In diesem Bereich steigt der Druck in der Masse stark an und die Teilströme in den Ringkanälen werden jeweils zu einem homogenen, rohrförmigen Strang verschweisst. Nach dem Passieren des Endes des Hohldorns --4-- werden diese beiden Stränge im Hauptkanal --7-- zusammengeführt und ebenfalls miteinander verschweisst.
Diese radiale Verschweissung braucht nicht so homogen zu erfolgen wie die Verschweissung der Teilströme in Umfangsrichtung, da eine geringere Belastung gegeben ist. Damit eventuell "Schweissnähte" zwischen den einzelen Teilströmen von Innenstrang und Aussenstrang nicht radial übereinanderliegen, sind, wie in Fig. 2 ersichtlich, die Durchbrüche --2-- der inneren Reihe gegenüber den Durchbrüchen --3-- der äusseren Reihe in der Halteplatte in Umfangsrichtung versetzt angeordnet.
Der Flussquerschnitt nimmt zum Düsenende hin stetig ab.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Spritzkopf zur Herstellung von Hohlprofilen aus thermoplastischem Kunststoff, mit einem in einem Gehäuse mittels einer Halterung befestigten Dorn und einem in der Förderrichtung nach dieser Halterung angeordneten Hohldorn, der den Flusskanal in mindestens zwei koaxial übereinander verlaufende, in sich geschlossene Ringkanalabschnitte unterteilt, wobei die Summe der Querschnitte der koaxial übereinander verlaufenden Ringkanalabschnitte grösser ist als der Querschnitt des in Förderrichtung folgenden Düsenkanals, dadurch gekennzeichnet, dass der Flussquerschnitt zum Düsenende hin stetig verjüngt ist.