AT401636B

AT401636B - Strangpresswerkzeug für thermoplastifizierten kunststoff

Info

Publication number: AT401636B
Application number: AT0213289A
Authority: AT
Original assignee: Reifenhaeuser Masch
Priority date: 1988-11-26
Filing date: 1989-09-12
Publication date: 1996-10-25
Also published as: DE3839980A1; IT8922462A0; IT1237782B; DE3839980C2; US5030082A

Description

AT 401 636 B

Die Erfindung betrifft ein Strangpreßwerkzeug für thermoplastifizierten Kunststoff mit Außenwerkzeug und Dorn sowie Ringraum zwischen Außenwerkzeug und Dorn, wobei einströmseitig ein zentraler Zuführungskanal für den thermoplastifizierten Kunststoff angeordnet ist, von dem zwischen Stegen Verteilerkanäle zu dem Ringraum führen, wobei die verteilerkanalbildenden Stege zugleich den Dorn tragen, und wobei in Strömungsrichtung des thermoplastifizierten Kunststoffes hinter den Stegen zumindest ein Drosselkranz angeordnet ist, der zahnförmige, in den Strom des thermoplastifizierten Kunststoffes hineinragende Drosselelemente aufweist, die im Ringraum einen Ringspalt freilassen.

Bei bekannten Strangpreßwerkzeugen bilden sich die Stege gleichsam in der Wandung des fertigen, stranggepreßten Werkstückes, z.B. des Rohres oder des Schlauches, ab. Darunter versteht man, daß der thermoplastische Kunststoff des fertigen Werkstückes in diesen Bereichen eine Mikrostruktur oder Textur aufweist, die sich von den anderen Bereichen unterscheidet. Die Molekularorientierung scheint in diesen Bereichen, in denen die Stege abgebildet sind, gestört. Daraus kann eine Reduzierung der Festigkeit resultieren. Demgegenüber erreicht man eine beachtliche Verbesserung, wenn man die verteilerkanalbildenden Stege in Strömungsrichtung keilförmig erweitert und wieder verjüngt ausführt (DE 33 32 262 C2). Auch diese Ausführungsform ist jedoch verbesserungsfähig.

Bei einem gattungsgemäßen Strangpreßwerkzeug (FR 20 53 886 A) sind zwei Drosselkranze vorgesehen. Ein Drosselkranz ist mittels eines Hebels in einem bestimmten Winkelbereich verschwenkbar angeordnet und der andere Drosselkranz rotiert ständig. Damit soll erreicht werden, daß größere Störungen im Kunststoff Strom gleichsam verwischt werden. Mit anderen Worten sollen Schlierenbildungen oder Streifenbildungen insbes. durch den rotierenden Drehkranz so über die Oberfläche des Kunststoffes verteilt werden, daß sie nicht mehr sichtbar sind.

Bei einer anderen Ausführung (DE 11 71 149 B) sind im Ringspalt zwischen Innenwerkzeug und Außenwerkzeug Rührwerkzeuge angeordnet. Damit lassen sich zwar lokale Störungen bzw. Texturen beseitigen, nicht aber größere Störungen, die sich über den Bereich eines oder mehrerer Rührwerkzeuge hinaus erstrecken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strangpreßwerkzeug des eingangs beschriebenen Aufbaus so weiter auszubilden, daß eine Reduzierung der Festigkeit im Bereich der verteilerkanalbildenden Stege beim fertigen Werkstück, insbes. bei Rohren oder Schläuchen, nicht mehr in Kauf genommen werden muß. Insbes. liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Strangpreßwerkzeug zu verbessern, bei dem die Stege in Strömungsrichtung keilförmig erweitert und wieder verjüngt ausgeführt sind und die Anordnung so getroffen ist, daß die Schmelzeverteilerkanäle im Bereich des engsten Kanalquerschnittes einen kreisförmigen Querschnitt und im Bereich der Auslaufteile der Stege einen zu den Auslaufteilen hin ellipsenförmig erweiterten Kanalquerschnitt aufweisen, wobei die kleinen Ellipsenrundungen in den Auslaufteilen liegen, und daß die Schmelzeverteilerkanäle im Bereich der Einlaufteile als zylindrische Kanäle geführt sind (vgl. DE 33 32 262 C2).

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Drosselkranz bzw. die Drosselkränze am Außenwerkzeug oder am Dorn befestigt und aus aufeinandergelegten Ringscheiben aufgebaut sind, und daß die zahnartigen Drosselelemente in Strömungsrichtung des thermoplastifizierten Kunststoffes von Ringscheibe zu Ringscheibe gegeneinander versetzt angeordnet sind. Überraschenderweise gelingt es so, den störenden Einfluß der verteilerkanalbildenden Stege praktisch vollständig zu unterdrücken, so daß eine Reduzierung der Festigkeit im fertigen Werkstück in diesen Bereichen nicht mehr in Kauf genommen werden muß. Das beruht vermutlich auf besonderen strömungsmäßigen und rheologischen Wechselwirkungen. Die den Ringspalt unbeeinflußt von den Drosselelementen passierende Schicht in dem thermoplastifizierten Kunststoff und die kleinen Störungen in der Strömung des thermoplastifizierten Kunststoffes, welche die Drosselelemente hervorrufen, beeinflussen sich so, daß die großen Störungen, die durch die verteilerkanalbildenden Stege hervorgerufen werden, gleichsam verwischt werden und verschwinden. Dabei wird die Festigkeit des thermoplastischen Kunststoffes in dem Werkstück insgesamt nicht negativ beeinflußt. Die Störungen der Drosselelemente sind klein, weil die Drosselelemente jedenfalls im Ringraum den beschriebenen Ringspalt und den durch diesen Ringspalt strömenden thermoplastifizierten Kunststoff unbeeinflußt lassen. In der Strömungslehre und Rheologie gelten für kleine Störungen andere Gesetze als für große Störungen. Überraschenderweise bringen erfindungsgemäß die geschickt erzeugten kleinen Störungen die schädlichen Einflüsse der großen Störungen zum Verschwinden.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Im allgemeinen wird man die Anordnung so treffen, daß der Drosseikranz in dem Außenwerkzeug befestigt ist und nach innen weisende Drosselelemente aufweist. Diese Ausführungsform ist funktionssicher und läßt sich in fertigungstechnischer Hinsicht sowie in montagetechnischer Hinsicht auf einfache Weise verwirklichen. Das gilt auch für einen Austausch des Drosselkranzes. Ein solcher Austausch empfiehlt sich häufig, um das Strangpreßwerkzeug insgesamt und auch bezüglich des Drosselkranzes 2

Claims

AT 401 636 B unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen, unterschiedlichen Kunststoffeinstellungen und unterschiedlichen Geometrien anzupassen. Der Drosselkranz kann aber auch in dem Dorn befestigt sein und nach außen weisende Drosselelemente aufweisen. Durch besonders gute Wirksamkeit ausgezeichnet ist eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sowohl im Außenwerkzeug als auch im Dorn ein Drosselkranz befestigt ist. Vorzugsweise sind bei dieser Ausführungsform die beiden Drosselkränze in radialer Richtung einander gegenüberliegend angeordnet. Der Aufbau des Drosselkranzes bzw. der Drosselkränze in konstruktiver Hinsicht ist im Rahmen der Erfindung weitgehend beliebig. Vorzugsweise sind dabei die Drosselelemente auf Lücke angeordnet. Besonders ausgeprägt ist die Wirkung des Drosselkranzes bzw. der Drosselkränze mit ihren Drosselelementen, wenn nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung das Außenwerkzeug und/oder der Dorn im Bereich des Drosselkranzes Ausformungen für eine düsenförmige Einziehung des Ringraumes aufweisen. Das bewirkt im Bereich des Drosselkranzes bzw. der Drosselkränze eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des thermoplastifizierten Kunststoffes in dem Ringraum, die sich vorteilhaft auswirkt. Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Strangpreßwerkzeug, Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 vergrößertem Maßstab den Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt B-B durch den Gegenstand nach Fig. 2 und Fig. 4 schematisch, gleichsam in einer Abwicklung, verschiedene mögliche Einstellungen der Drosselelemente in einem Drosselkranz. Das in den Figuren dargestellte Strangpreßwerkzeug ist für thermoplastifizierte Kunststoffe bestimmt und wird im allgemeinen an einen Extruder angeschlossen. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Außenwerkzeug 1, der Dorn 2 sowie ein Ringraum 3 zwischen Außenwerkzeug 1 und Dorn 2. Einströmseitig ist ein zentraler Zuführungskanal 4 für den thermoplastifizierten Kunststoff angeordnet. Von diesem führen zwischen Stegen 5 Verteilerkanäle 6 zu dem Ringraum 3, wobei die verteilerkanalbildenden Stege 5 zugleich den Dorn 2 tragen. Insoweit kann die Anordnung im Detail so getroffen sein, wie es eingangs erläutert wurde (DE 33 32 262), d. h. die verteilerkanalbildenden Stege 5 erweitern sich in Strömungsrichtung keilförmig und verjüngen sich wieder. Das wurde aus Gründen der Einfachheit und Übersichtlichkeit in den Figuren nicht dargestellt. In Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Drosselkranz 7 aus aufeinandergelegten Ringscheiben 10 aufgebaut. Insbes. aus der Fig. 4 entnimmt man, daß die zahnartigen Drosselelemente 8 in Strömungsrichtung des thermoplastifizierten Kunststoffes von Ringscheibe 10 zu Ringscheibe 10 gegeneinander versetzt angeordnet sein können. Vorzugsweise sind die Drosselelemente 8 auf Lücke angeordnet. Am Dorn 2 erkennt man im Bereich des im Außenwerkzeug 1 befestigten Drosselkranzes 7 eine düsenförmige Ausformung 11, die den Ringraum 3 verengt und folglich den thermoplastifizierten Kunststoff beschleunigt. Patentansprüche 1. Strangpreßwerkzeug für thermoplastifizierten Kunststoff mit Außenwerkzeug und Dorn sowie Ringraum zwischen Außenwerkzeug und Dorn, wobei einströmseitig ein zentraler Zuführungskanal für den thermoplastifizierten Kunststoff angeordnet ist, von dem zwischen Stegen Verteilerkanäle zu dem Ringraum führen, wobei die verteilerkanalbildenden Stege zugleich den Dorn tragen und wobei in Strömungsrichtung des thermoplastifizierten Kunststoffes hinter den Stegen zumindest ein Drosselkranz angeordnet ist, der zahnförmige, in den Strom des thermoplastifizierten Kunststoffes hineinragende Drosselelemente aufweist, die im Ringraum einen Ringspalt freilassen, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkranz bzw. die Drosselkränze (7) am Außenwerkzeug (1) oder am Dorn (2) befestigt und aus aufeinandergelegten Ringscheiben (10) aufgebaut sind, und daß die zahnartigen Drosselelemente (8) in Strömungsrichtung des thermoplastifizierten Kunststoffes von Ringscheibe (10) zu Ringscheibe (10) gegeneinander versetzt angeordnet sind.
2. Strangpreßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkranz (7) in dem Außenwerkzeug (1) befestigt ist und nach innen weisende Drosselelemente (8) aufweist.
3. Strangpreßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkranz (7) in dem Dorn (2) befestigt ist und nach außen weisende Drosselelemente (8) aufweist. 3 AT 401 636 B
4. Strangpreßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in dem Außenwerkzeug (1) als auch in dem Dorn (2) ein Drosselkranz (7) befestigt ist.
5. Strangpreßwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drosselkränze (7) in radialer Richtung einander gegenüberliegend angeordnet sind.
6. Strangpreßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselelemente (8) auf Lücke angeordnet sind.
7. Strangpreßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenwerkzeug (1) und/oder der Dorn (2) im Bereich des Drosselkranzes (7) Ausformungen (11) für eine düsenförmige Einziehung des Ringraumes (3) aufweisen. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 4