AT393995B - Austrittsduese - Google Patents

Description

AT 393 995 B

Die Erfindung betrifft eine ringförmige Austrittsdüse an einem Strangpreßkopf zur Herstellung eines schlauchförmigen Vorformlings aus thermoplastischem Kunststoff, bei der der Düsenspalt durch Verschieben des konisch ausgebildeten Düsenkems gleichmäßig vergrößer- oder verkleinerbar ist, und bei der der Düsenspalt weiterhin in Umfangsrichtung partiell an vorgegebenen Stellen veränderbar ist.

Strangpreßköpfe, bei denen der Düsenquerschnitt in Umfangsrichtung partiell an vorgegebenen Stellen veränderbar ist, sind aus dem DE-GM 79 32 422 bekannt. Sie wurden entwickelt, um eine gezielte Wanddickenverteilung im Hohlstrang zu erreichen. Bei der Herstellung von größeren Hohlkörpern, wie zum Beispiel Fässern, wird der Hohlsttang in eine geteilte Blasform extrudiert und das untere Strängende über Blasdome gezogen, die vor Beginn des Formschlusses auseinandergespreizt werden, so daß das untere Strangende bereits jetzt schon Dickenunterschiede aufweist. Beim Formschluß wird der Hohlsttang in der Formteilungsebene oben und unten zugequetscht und verschweißt. Beim nachfolgenden Aufblasen des Hohlsttanges zu einer durch die Form vorgegebenen Gestalt, muß der Hohlsttang in den oberen und unteren Einspannstellen, in der sogenannten Quetschnaht, über seinen Umfang unterschiedliche Reckwege zurücklegen, so daß sich unterschiedliche Wandstärken beim fertig ausgeblasenen Hohlkörper ergeben. Diese Wandstärkenunterschiede sind bei zylinderförmigen Hohlkörpern im Bereich der Endwände besonders ausgeprägt, und zwar stellt sich eine maximale Wandstärke in Nähe der Formtrennaht ein und eine minimale Wandstärke in den Zonen, die von der Formtrennwand am weitesten entfernt sind. Während an den äußeren Ecken der Formtrennaht das Material praktisch schon an der Forminnen-kontur anliegt, also einen sehr geringen Reckvorgang eingeht, muß das Material an der Mitte der Formtrennaht über den gesamten Radius des Hohlkörpers hinweg ausgereckt werden, um die Hohlkörperböden zu bilden und an der Forminnenwand zur Anlage zu kommen. Ein Nachfließen von Material aus den Stellen, in denen nur ein geringer Reckvorgang stattfindet zu den Stellen der größten Reckung, findet auf Grand der überall unter gleichem Druck wirkenden Blasluft nicht statt

Der Hohlsttang muß aus diesen Gründen von vornherein so dimensioniert sein, daß die im fertigen Hohlkörper entstehenden schwächsten Stellen noch ausreichende Stabilität aufweisen. Dies hat erhöhten Materialeinsatz gegenüber einem Hohlkörper mit durchlaufend gleicher Wandstärkenverteilung zur Folge, bringt zwangsläufig erhöhte Kühlzeiten in den Axbeitsablauf und führt dadurch zu wirtschaftlichen Nachteilen.

Nach der FR-PS 1.385.115 und der GB-PS 1.068.337 hat man das Problem der Wandstärkenveränderung im Hohlstrang durch Änderung des Düsenspalts während des Ausstoßvorganges zu lösen versucht, indem der in Achsrichtung gegenüber dem Düsenmantel verschiebbare, in der Hauptsache zylinderförmige Düsenkern von seiner halben Länge an zwei gegenüberliegenden Seiten schräg nach innen und unten abfallende Abflachungen aufweist. Die im Längsbereich zwischen den Abflachungen verbleibende Zylinderwand bleibt konstant, so daß sich der Düsenspalt in diesen Bereichen unbeschadet der Einstellung des Düsenkerns niemals ändern kann.

Eine solche Vorrichtung eignet sich jedoch nur zur Herstellung kleinerer Hohlkörper. Große Hohlkörper benötigen außerdem eine Düsenverstellmöglichkeit in der Form, daß die Wanddicke des Hohlsttanges über seinen gesamten Umfang abschnittsweise oder über seine Gesamtlänge gleichmäßig veränderbar ist Beim Absenken eines längeren Hohlsttanges veijüngt sich die Wandstärke des Hohlstranges infolge der Reckung unter Eigengewicht. Durch Verschieben des Düsenkems oder -mantels erweitert sich der Düsenspalt, so daß durch Materialzugabe die Wandstärkenschwächung ausgeglichen wird.

Bei der vorbeschriebenen Einrichtung ist diese Möglichkeit nicht gegeben, da der Düsenkem nur die partielle Verstellmöglichkeit an vorgegebenen Stellen hat

Um eine Beeinflussung des Düsenspalts zu ermöglichen, bei der ohne Deformation von Düsenteilen eine exakte und reproduzierbare Schlauchbeeinflussung möglich ist, wurde durch das GM 79 32 422 vorgeschlagen, daß die partielle Querschnittsveränderung der Düsenöffnung an vorgegebenen Stellen durch einen gegenüber dem Strangpreßkopf in dessen Achsrichtung verschiebbaren Stellring erfolgt, dessen waagrechte untere Endfläche bei ebener Endfläche des Düsenmantels in Umfangsrichtung wellenförmig profiliert ist und bei wellenförmig profilierter waagrechter Endfläche des Düsenmantels einen planen Verlauf hak

Dabei wird so vorgegangen, daß sich in den Kreuzungsstellen der Düsenöffnung mit der Trennahtebene der Blasform jeweils ein entsprechend der Einstellung des Stellringes den Düsenquerschnitt einengender Wellenberg befindet, der beim Formtrennahtbereich beginnend bis zu einem Düsenumfangswinkel von 90° stetig abnimmt und von dort stetig in den Gipfel des folgenden Wellenberges ansteigt, wobei die Talsohlen den vollen Querschnitt der Düsenöffnung frei lassen.

Bei einer derartigen Vorrichtung müssen sowohl der Düsenkem als auch der Düsenmantelring, bzw. der Stellring in ihrer Höheneinstellung zueinander verstellbar ausgebildet sein, d. h., die sich ändernden Verstellbewegungen müssen während des Extrusionsvorganges erfolgen, so daß ein vergleichsweise aufwendiger Verstellmechanismus erforderlich ist. Zwar ist die Verstellmöglichkeit des Düsenkems über den in sein»- Längsrichtung verschiebbaren Dom des Strangpreßkopfes vorhanden, jedoch ist eine zusätzliche Verstellvorrichtung für den Düsenmantelring bzw. den besonderen Stellring notwendig.

Aus der AT-PS 287 277 ist ein einstufiger Düsenmantelring bekannt, der es ermöglichen soll, die Wandstärke eines ausgepreßten Hohlstranges entlang dessen axial»- Erstreckung zu veränd»n und zwar durch axiales V»schieben des Düsenk»ns bezüglich des Düsenmantels.

Aus der US-PS 3 281 896 ist eine zur AT-PS analoge Vorrichtung bekannt. Auch bei ihr wird d» Düsenquerschnitt über den Gesamtumfang gleichmäßig verändert, wobei ein einstufiger Düsenmantelring v»wendet -2-

AT 393 995 B wird. Es ist gemäß dieser Druckschrift als besonders wichtig für die Ausbildung einer gleichmäßigen Schlauchfolie anzusehen, daß das untere Ende des Düsenmantels auf dem gleichen horizontalen Niveau gehalten wird, wie das untere Ende des Diisenkems. Dazu ist ein eigener Bauteil vorgesehen, der jedoch keine über den Umfang des Düsenquerschnittes unterschiedliche Querschnittsveränderung bewirkt

Aus der GB-PS 1126100 ist es bekannt, auswechselbare Scheiben zur Anpassung des Schlauchdurchmessers zu verwenden. Dabei ist auch geoffenbart, daß die Scheiben eine von der Kreisform abweichende Form aufweisen können, was es ermöglicht, Hohlstränge heizustellen, die über die Umfangsrichtung vorgegebene ungleichmäßige Wandstärken aufweisen. Es ist jedoch mit dieser Vorrichtung nicht möglich, während des Extrudierens eines Stranges, dessen Wandstärke in einem Axialbereich in Umfangsrichtung gleichmäßig und in einem anderen Axialbereich in Umfangsrichtung nach ein»: vorgegebenen Wandstärkenverteilung auszugestalten, da dazu ein Auswechseln der Scheiben notwendig wäre, was während des Betriebs der Maschine und ohne den Hohlstrang im Bereich der auszutauschenden Scheibe zu kappen, nicht möglich ist

Aus der GB-PS 1 107 628 ist eine Vorrichtung ähnlich der, der zuvor genannten AT-PS bekannt, bei der es möglich ist, längsverlaufende Profile im Schlauch zu erzeugen, wobei jedoch Änderungen in der Dickenabmessung nicht möglich sind.

Aus der GB-PS 935 634 ist eine Düsensteuerung bekannt mit der die Mantelstärke des extrudierten Schlauches beeinflußbar ist, wobei es jedoch nicht möglich ist, die Wandstärke über den Umfang unterschiedlich zu verändern.

Das gleiche gilt für die GB-PS 943 748.

Die Erfindung hat somit die Aufgabe zwecks gleichmäßiger Veränderung des Düsenquerschnitts über den Gesamtumfang bei gleichzeitiger Veränderung des Düsenquerschnittes an partiell vorgegebenen Stellen nur einen der Düsenteile beweglich auszubilden, damit der Verstellmechanismus weitgehend vereinfacht wird. Und da die Düsenkemverstellung ohnehin bei den handelsüblichen Strangpreßköpfen vorhanden ist, soll es bei dieser einzigen Verstellbewegung bleiben, um einerseits die Mantelstärke des Vorformlings generell zu beeinflussen und anderseits auch eine Veränderung der Wandstärke an bestimmten Stellen des Schlauchumfanges herbeizuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Düsenmantelring im Längsschnitt gesehen mehrstufig ausgebildet ist, wobei die untere Endbegrenzung der zurückstehenden Innenstufe einen ebenen Verlauf hat, während die vorstehende Endbegrenzung von mindestens einer Außenstufe in Düsenumfangsrichtung wellenförmig profiliert ist, und daß die wirksamen Stufenkanten des Düsenmantelringes entsprechend der Höheneinstellung des Düsenkems unabhängig voneinander die äußere Begrenzung des Düsenspaltes bilden.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird nur mit einem Verstellmechanismus des Düsenkemes bzw. mit nur einer einzigen Verstellbewegung und somit unter ein»' merklichen V»einfachung des bekannten Standes der Technik erreicht, daß die Schlauchdicke bzw. Mantelstärke des Vorformlings durch gleichmäßige Veränderung des Düsenquerschnittes über den Gesamtumfang gleichmäßig eingestellt und gleichzeitig zusätzlich an bestimmten Stellen des Schlauchumfanges an Bereichen mit größeren Reckwegen des Kunststoffmateriales bei Formschluß und Aufblasen des Vorformlings partiell eine größ»e Materialstärke vorgegeben w»den kann.

In Ausgestaltung der Erfindung kann der Düsenmantelring aus mehreren koaxial aufeinander gelagerten Hülsen bestehen, deren Endbegrenzungen die Innenabstufungen des Düsenmantelringes bilden.

Durch diese Maßnahme wird die Herstellung des Düsenmantelringes wesentlich erleichtert, vor allem wird die Bearbeitung der profilierten Außenstufe vereinfacht Insbesondere ergibt sich eine bessere Bearbeitungsmöglich-keit und Zugänglichkeit für zum Beispiel spanabhebende Bearbeitungsmaschinen. Zugleich eröffnet sich die Möglichkeit einer Hintereinanderschaltung von mehreren profilierten Abstufungen, wobei die Profilierungen entweder einander entsprechen oder verschieden voneinander ausgeführt werden können. Es ist durch die Hintereinanderschaltung mehrerer Profilstufen zur Erzeugung von Düsenänderungen partiell an vorgegebenen Stellen auch möglich, weitere Materialverstärkungen an bestimmten Schlauchstellen zu erzeugen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Mantelringhülsen in unterschiedlicher Höheneinstellung zueinander fixierbar.

Damit wird erreicht, daß die koaxial ineinandergelagerten Hülsen des Düsenmantelringes in Anpassung an das zu erblasende Produkt (z. B. ein 601 Kanister oder 1201 Faß) in unterschiedliche Höheneinstellungen zueinander gebracht und einen entsprechend vorwählbaren einstellten Positionen fixiert werden können.

In der Zeichnung ist die Ausführungsform einer ringförmigen Austrittsdüse für einen Strangpreßkopf mit einem zweistufigen Düsenmantelring dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Austrittsdüse im Längsschnitt mit nach oben bewegtem Düsenkem, Fig. 2 die Schnittlinie (A-B) der Fig. 1, Fig. 3 die Austrittsdüse nach Fig. 1 mit nach oben bewegtem Düsenkem im Längsschnitt und Fig. 4 die Unteransicht der Fig. 3, wobei der Hohlschlauch hinter dem Düsenaustritt abgeschnitten ist

Der Düsenmantelring (1) besteht aus zwei koaxial aufeinander gelagerten Hülsen (2, 3), von denen die Hülse (2) an dem in der Zeichnung nicht dargestellten Gehäuse des Strangpreßkopfes unbeweglich befestigt ist, während die Hülse (3) in ihr» Höhenlage fixierbar auf der Hülse (2) gehalten ist.

Die untere Endbegrenzung der zuriickstehenden Innenstufe (4) hat einen ebenen Verlauf und steht beim Ausführungsbeispiel rechtwinklig zur Mittelsenkrechten der Düse. Die vorstehende Endbegrenzung der Außenstufe (5) ist in Düsenumfangsrichtung wellenförmig profiliert. Über die wellenförmig profilierte Endbegrenzung der gegenüber dem verstellbaren Düsenkem (9) feststehen- -3-

Claims (3)

1. AT 393 995 B den Hülse (3) läßt sich mit ihrer wirksamen Stufenkante (7) entsprechend der Höheneinstellung des Düsenkems (9) die Wandstärke des Hohlstranges (8) partiell an vorgebenen Stellen verändern. (Fig. 3) Die gleichmäßige Vergrößerung oder Verkleinerung des Düsenspaltes und damit die generelle Wandstärkeneinstellung des Hohlschlauches während der Extrusion erfolgt im oberen Einstellungsbereich des Düsenkems (9) (Fig. 1 und 2), in der die Außenmantelfläche des Düsenkems (9) mit der Stufenkante (6) der Stufenfläche (4) zusammenwirkt. Die Umschaltung auf Veränderung der Wanddickenverteilung an partiell vorgegebenen Stellen des Hohlstranges sowie auf gleichmäßige Veränderung da* Wandstärke des durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Düsenspaltes erfolgt allein über die Einstellung des Düsenkems (9) gegenüber dem abgestuften, feststehenden Düsenmantelring (1). Im Bereich der wirksamen ebenen Kante (6) der Hülse (2) im Zusammenwirken mit dem Endrand der Unterseite des Düsenkems (9) (angehobene Einstellung des Düsenkems (9) nach den Fig. 1 und 2) wird die Wanddicke des Hohlstranges (8) generell eingestellt. Soll partiell an bestimmten Stellen die Wandstärke des Hohlstranges (8) verändert werden, so geschieht dies bei in Pfeilrichtung nach unten verschobenem Düsenkern (9). Dabei wird die Innenstufe der Hülse (2) überbrückt und die wellenförmig profilierte Kante (7) der Hülse (3) bestimmt zusammen mit dem Außenmantel des Düsenkems (9) entsprechend der Profilierung der äußeren Ringstufe des Düsenmantelrings (1) entsprechend der Profilgebung der Stufenkante (7) die unterschiedliche Wanddickenverteilung im Hohlstrang (8) (Fig. 4). Beim Ausführungsbeispiel befinden sich die Wellenberge, das heißt, die die Schlauchwand am meisten einengenden Bereiche der Endkante (7) der Hülse (3) links und rechts in der Bildebene der Fig. 3 und 4. Die Wellentäler und damit die dicksten Wandbereiche liegen entsprechend in der hiezu senkrechten Ebene. PATENTANSPRÜCHE 1. Ringförmige Austrittsdüse an einem Strangpreßkopf zur Herstellung eines schlauchförmigen Vorformlings aus thermoplastischem Kunststoff, bei der der Düsenspalt durch Verschieben des konisch ausgebildeten Düsenkems gleichmäßig vergrößer- oder verkleinerbar ist, und bei der der Düsenspalt weiterhin in Umfangsrichtung partiell an vorgegebenen Stellen veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmantelring (1) im Längsschnitt gesehen mehrstufig ausgebildet ist, wobei die untere Endbegrenzung (4) der zurückstehenden Innenstufe einen ebenen Verlauf hat, während die vorstehende Endbegrenzung (5) von mindestens einer Außenstufe in Düsenumfangsrichtung wellenförmig profiliert ist, und daß die wirksamen Stufenkanten (6, 7) des Düsenmantelringes (1) entsprechend der Höheneinstellung des Düsenkems (9) unabhängig voneinander die äußere Begrenzung des Düsenspaltes bilden.
2. 2. Austrittsdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmantelring (1) aus mehreren koaxial aufeinander gelagerten Hülsen (2, 3) besteht, deren Endbegrenzungen (4, 5) die Innenabstufungen des Düsenmantelringes (1) bilden.
3. 3. Austrittsdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelringhülsen (2, 3) in unterschiedlicher Höheneinstellung zueinander fixierbar sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-