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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines länglichen Gegenstandes, insbesondere eines Bauteils für Fenster- und Türprofile, wie dies in den Ansprüchen 1 und 2 sowie auf einen nach diesem Verfahren hergestellten Gegenstand, wie dieser im Oberbegriff des Anspruches 15 beschrieben ist.
Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von mit Kunststoff ausgeschäumten Profilen ist aus der DE 35 43 767 A1 bekannt geworden. Bei diesem Verfahren wird zunächst eine geschlossene Profilhülle einstückig extrudiert oder ein Teil eines Profils an ein bestehendes Profil anextrudiert. Anschliessend wird die geschlossene Profilhülle in einer Kalibriereinrichtung kalibriert und darauffolgend noch weiter abgekühlt. Daran anschliessend wird die Profilhülle im Bereich eines ihrer Längsränder aufgetrennt und nachfolgend von einer Abzugseinrichtung erfasst. In einer nachgeordneten Fülleinrichtung wird in den gebildeten Spalt ein schaumbildendes Kunststoffmaterial eingefüllt und daran anschliessend die Profilhülle geschlossen. Das Einfüllen des schaumbildenden Kunststoffmaterials erfolgt vor dem vollständigen Erstarren bzw.
Erkalten der extrudierten Profilabschnitte. Die Verbindung der voneinander getrennten Profilteile erfolgt durch eine Schliesseinrichtung, welche die Profilhüllenabschnitte gegeneinander drückt und Schnappverschlussleisten miteinander in Eingriff bringt, oder um die Profilhüllenabschnitte während des Verklebens oder Verschweissens aneinander zu drücken, bis eine feste Verbindung hergestellt und der Einfüllschlitz der Profilhülle geschlossen ist. Nach diesem Verschliessen kann der Profilstrang vermessen, entsprechend signiert und bedarfsweise mittels einer Trennsäge auf Stangenmaterial konfektioniert werden. Nachteilig bei diesem Verfahren war, dass nicht in allen Anwendungsfällen eine ausreichende Masshaltigkeit der Querschnittsabmessungen bzw. der Profilgeometrie erreichbar war.
Aus der AT 374 241 B ist ein Mehrkammer-Hohlprofil bekannt, dessen geschlossene mittlere Kammer eine Füllung aus einem wärme- und schallisolierenden Schaumkunststoffkörper aufweist.
Weiters kann in der mittleren Kammer ein metallisches Verstärkungsprofil eingesetzt sein. Der verbleibende Raum in der mittleren Kammer wird anschliessend über die gesamte Länge des Profils ausgeschäumt. Dabei ist das Verstärkungsprofil vollständig im Hohlprofil eingeschäumt.
Nachteilig dabei ist, dass das Einbringen des Kunststoffmaterials zur Ausbildung des Schaumkunststoffkörpers mit einem erhöhten Arbeitsaufwand verbunden war.
Aus der DE 43 31 816 A1 ist ein Profil zur Herstellung von Fenstern und Türen aus insbesondere thermoplastischem Kunststoff bekannt. Das Kunststoffprofil bildet dabei zumindest eine Hohlkammer aus, wobei in zumindest eine Hohlkammer ein Verstärkungsprofil einschiebbar ist, dessen Querschnittsfläche kleiner ist als die Querschnittsfläche der Hohlkammer, in welche das Verstärkungsprofil einzuschieben ist. Der somit zwischen einer äusseren Oberfläche des Verstärkungsprofils und durch Innenflächen der Hohlkammer gebildete Spalt ist mit einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit weitgehend ausgefüllt. Somit ist ein Hohlkammerprofil mit einem Verstärkungsprofil geschaffen, welches eine verringerte Wärmeleitfähigkeit aufweisen soll. Nachteilig ist hierbei, dass die Stabilität des Profils bzw. des damit hergestellten Rahmens herabgesetzt ist.
Eine mangelnde Biegesteifigkeit weist das Profil vor allem gegenüber rechtwinkelig auf die Sichtflächen gerichtete Kräfte auf, da das Verstärkungsprofil zur Bildung des Spaltes an zumindest einer Seite nicht am Kunststoffprofil anliegt.
Ein weiteres Kunststoffhohlprofil für Rahmen von Fenstern mit einer oder mehreren Hohlkammern ist in der DE 32 31 876 A1 beschrieben. In zumindest einer Hohlkammer des Kunststoffprofils ist ein Stützprofil zur Versteifung des Kunststoffprofils eingesetzt. Das Stützprofil ist dabei derart ausgebildet, dass die Hohlkammer in mehrere, in Wärmedurchgangsrichtung hintereinander liegende Einzelkammern unterteilt wird. Dadurch wird eine Herabsetzung der Wärmeverluste durch Wärmekonvektion bzw. Wärmeleitung erreicht. Da die Luftschichten in derart gebildeten Einzelkammern den Wärmetransport zu den bevorzugt aus metallischen Werkstoffen bestehenden und somit besonders gut wärmeleitenden Verstärkungsprofil nur beschränkt unterbinden können, ist die Wärmedämmung des Hohlprofils nicht zufriedenstellend. Dies vor allem auch dadurch, da die mittlere Hohlkammer bzw.
Hohlkammern durch die eine verhältnismässig hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Flansche des Stützprofils überbrückt bzw. thermisch kurzgeschlossen wird.
Es sind bereits unterschiedliche Extrusionswerkzeuge für mit einem Hohlraum versehene Bauteile, insbesondere aus Kunststoff, bekannt, bei welchen dem Düsenspalt unterschiedliche Kühlvorrichtungen für den Bauteil nachgeordnet sind. Üblicherweise sind dabei - gemäss
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DE 20 28 538 C2 - dem Düsenspalt gekühlte Kalibriervorrichtungen zum Festlegen und Einfrieren des Bauteils im Bereich seiner Aussenflächen bzw. seiner vorstehenden Teile nachgeordnet. Die Wärmeabfuhr aus den Bauteilen erfolgt durch Kühlung der Kalibriervorrichtungen mittels gekühltem Wasser, Luft oder speziellen Kühlmitteln für Verdampferkühlanlagen bzw. Öl.
Vielfach werden zur Erzielung einer entsprechenden Masshaltigkeit der Bauteile in den Kalibriervorrichtungen Öffnungen vorgesehen, um ein Anliegen der Wandelemente der Bauteile an den Richtflächen der Kalibriervorrichtungen über eine Evakuierung der Öffnungen sicherzustellen. Um eine verstärkte Wärmeabfuhr, insbesondere bei hohlprofilartigen Bauteilen, wie Rohren, Fensterprofilen, Formrohren und dgl. zu erzielen, ist es auch bereits vorgesehen, aus dem Inneren des Hohlraums des Bauteils Wärme abzuführen.
Eine andere Kühlvorrichtung für ein Extrusionswerkzeug für mit zumindest einem Hohlraum versehene Bauteile beschreibt die WO 94/05482 A1. Diese weist eine dem Düsenspalt nachgeordnete und in zumindest einem Hohlraum angeordnete Innenkühlvorrichtung auf, welcher über Versorgungsleitungen ein Kühlmedium zugeführt wird. Ein Auslass einer durch den Kern des Extrusionswerkzeuges hindurchgeführten Zuleitung für ein weiteres Kühlmittel ist im Hohlraum des Bauteils im Bereich eines Wärmetauschers angeordnet, deren Einlass mit einer ausserhalb des Extrusionswerkzeuges angeordneten Versorgungseinheit zur Zufuhr des weiteren unter Druck stehenden Kühlmittels in den Hohlraum verbunden ist. Der Auslass der Zuleitung steht mit einem geöffneten Ende des Hohlraums des Bauteils in Strömungsverbindung und das weitere Kühlmittel umströmt den Wärmetauscher.
Der Antrieb einer Umwälzvorrichtung, welche z. B. durch eine Ventruidüsenanordnung gebildet ist, erfolgt durch das weitere Kühlmittel und die Umwälzvorrichtung wälzt einen Teil dieses weiteren Kühlmittels im Bereich des Wärmetauschers um.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines länglichen Gegenstandes sowie einen Gegenstand zu schaffen, bei dem auf einfache Art und Weise das Einbringen zumindest eines Einsatzelementes in den vom Mantel des Hohlprofils umschlossenen Hohlraum durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass nach dem Verschliessen des Hohlraums der Gegenstand zumindest bereichsweise weiter gekühlt und/oder zumindest bereichsweise weiter kalibriert wird, wodurch der Gegenstand in seiner Querschnittsform endgültig festgelegt wird. Der sich aus den Massnahmen des Anspruches 1 ergebende überraschende Vorteil liegt darin, dass dadurch ein Überhitzen bzw. die nachträgliche Wärmeeinbringung aus dem Innenraum des Gegenstandes in den Mantel vermieden werden kann und gleichfalls die Querschnittsabmessungen und die Profilgeometrie exakter ausgebildet bzw. eingehalten werden können. Somit ist nach der Beendigung des Herstellvorganges ein länglicher Gegenstand bzw. Bauteil geschaffen worden, in dessen Hohlraum zumindest ein Einsatz- bzw.
Isolierelement angeordnet ist, welches gleichzeitig während dem Fertigungsprozess des Mantels zur Ausbildung des Hohlprofils innerhalb diesem eingebracht bzw. ausgebildet worden ist. Nach dem Fertigungsprozess ist lediglich eine entsprechende Ablängung für die Weiterverarbeitung für Fenster- oder Türrahmen oder dgl. durchzuführen. Dadurch wird ein weiterer nachträglicher Einbringvorgang vermieden, wodurch hohe Kosten für diese Manipulationsarbeiten eingespart werden können.
Weiters ist vorteilhaft, dass in zumindest einem Teilabschnitt des Profilmantels über den Querschnitt gesehen dieser an zumindest einer vorbestimmbaren Stelle eine geöffnete Unterbrechungsstelle aufweist, durch die der Hohlraum bzw. die Hohlkammer von der Aussenseite des Gegenstandes zur Einbringung des Einsatzelementes bzw. des Materials zur Bildung des Einsatzelementes, insbesondere des Isolierund/oder Stützelementes einfach zugänglich gemacht wird. Nach dem Einbringen des Materials zur Bildung des Einsatzelementes wird der Profilmantel im Bereich der Unterbrechungsstelle zur vollständigen Umgrenzung des Hohlraums geschlossen, wodurch die dem Hohlraum zugewandten Innenflächen des Profilmantels eine Begrenzung für den eingebrachten weiteren Werkstoff bilden können. Dadurch werden komplizierte Vorrichtungen bzw.
Anlagen zur Einbringung des Materials für das Einsatzelement vermieden und zusätzliche Arbeitsschritte eingespart.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch eigenständig dadurch gelöst, dass nach dem Verschliessen des Hohlraums der Gegenstand zumindest bereichsweise weiter gekühlt und/oder zumindest bereichsweise weiter kalibriert wird, wodurch der Gegenstand in seiner Querschnittsform endgültig festgelegt wird. Durch das Vorgehen gemäss den Massnahmen, wie diese im Anspruch 2 angegeben sind, ergibt sich der Vorteil, dass dadurch ein Überhitzen bzw. die nachträgli-
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che Wärmeeinbringung aus dem Innenraum des Gegenstandes in den Mantel vermieden werden kann und gleichfalls die Querschnittsabmessungen und die Profilgeometrie exakter ausgebildet sowie eingehalten werden können. Somit ist nach der Beendigung des Herstellvorganges ein länglicher Gegenstand bzw. Bauteil geschaffen worden, in dessen Hohlraum zumindest ein Einsatz- bzw.
Isolierelement angeordnet ist, welches gleichzeitig während dem Fertigungsprozess des Mantels zur Ausbildung des Hohlprofils innerhalb diesem eingebracht bzw. ausgebildet worden ist.
Nach dem Fertigungsprozess ist lediglich eine entsprechende Ablängung für die Weiterverarbeitung für Fenster- oder Türrahmen oder dgl. durchzuführen. Dadurch wird ein weiterer nachträglicher Einbringvorgang vermieden, wodurch hohe Kosten für diese Manipulationsarbeiten eingespart werden können. Weiters ist vorteilhaft, dass das Profil über den gesamten Querschnitt während des Extrusionsprozesses, insbesondere der Formgebung während dem Durchtritt durch die Kalibriervorrichtung sowie während dem nachfolgenden weiteren Wärmeentzug vollständig durchlaufend geschlossen ist. Dadurch ist eine bessere Stabilisierung des Profils und eine damit verbundene noch höhere Masshaltigkeit des Gegenstandes erzielbar.
Durch das nachträgliche Öffnen des Profilmantels an einer vorbestimmbaren Stelle wird zumindest ein Hohlraum bzw. eine Hohlkammer von der Aussenseite des Gegenstandes zur Einbringung des Einsatzelementes bzw. des Materials zur Bildung des Einsatzelementes, insbesondere des Isolier- und/oder Stützelementes, einfach zugänglich gemacht. Nach dem Einbringen des Materials zur Bildung des Einsatzelementes wird der Profilmantel im Bereich der Unterbrechungsstelle zur vollständigen Umgrenzung des Hohlraums geschlossen, wodurch die dem Hohlraum zugewandten Innenflächen des Profilmantels eine Begrenzung für den eingebrachten weiteren Werkstoff bilden können. Dadurch werden komplizierte Vorrichtungen bzw. Anlagen zur Einbringung des Materials für das Einsatzelement vermieden und zusätzliche Arbeitsschritte eingespart.
Durch die Verfahrensvariante gemäss Anspruch 3 wird eine räumlich exakte Anlage des auszubildenden Einsatzelementes an den Innenflächen der Profilabschnitte erzielt.
Eine bessere Isolierwirkung sowie gegebenenfalls erhöhte Versteifung des Hohlprofils wird durch das Vorgehen nach Anspruch 4 erzielt.
Andere vorteilhafte Vorgehensweisen sind in den Ansprüchen 5 bis 7 beschrieben, durch welche auf unterschiedliche Art und Weise ein Verschliessen realisiert werden kann. Durch diesen Verbindungsvorgang, insbesondere wenn dieser gleichzeitig mit dem Extrusionsvorgang stattfindet, ist der Gegenstand über seinen Querschnitt geschlossen und weist so die erforderlichen Festigkeitskennwerte auf.
Weitere vorteilhafte Vorgehensweisen sind in den Ansprüchen 8 bis 10 beschrieben, wodurch jener Teilbereich des Hohlraums, in welchem das Einsatzelement ausgebildet werden soll, auf eine gegenüber der Extrusionstemperatur geringere Temperatur verbracht wird und so das Einbringen des weiteren Werkstoffes zur Ausbildung des Einsatzelementes ohne einer zu hohen thermischer Belastung durchgeführt werden kann. Dadurch ist ein zerstörungsfreies Einbringen und ein einwandfreies Aufschäumen des weiteren Werkstoffes gewährleistet.
Vorteilhaft ist auch eine Verfahrensvariante gemäss Anspruch 11, weil dadurch eine Festlegung des Profilquerschnittes für den Mantel auf einfache Art und Weise erfolgen kann.
Weiters ist ein Vorgehen gemäss dem im Anspruch 12 angegebenen Merkmal vorteilhaft, da so ein Anformvorgang bzw. ein Anhaften des weiteren Werkstoffes zur Ausbildung des Einsatzelementes an den inneren Oberflächen des Hohlprofils ermöglicht wird.
Eine andere vorteilhafte Vorgehensweise ist im Anspruch 13 beschrieben, da damit eine Überhitzung des weiteren Werkstoffes vermieden werden kann sowie der Zeitpunkt des Beginns des Aufschäumprozesses exakter festlegbar ist.
Eine weitere vorteilhafte Vorgehensweise ist im Anspruch 14 gekennzeichnet, wobei die dabei erzielbaren Vorteile darin liegen, dass, bedingt durch das Aufquellen des Kunststoffmaterials, eine nachträgliche Veränderung der Querschnittsabmessungen des Gegenstandes vermieden wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch den nach dem Verfahren hergestellten Gegenstand gelöst. Vorteilhaft bei diesem Gegenstand ist, dass durch den vorgesehenen Verbindungsbereich das Einsatzelement während dem Extrusionsvorgang eingebracht werden und im gleichen Arbeitsgang auch das Verschliessen des Hohlraums stattfinden kann. Nach dem Verschliessen ist der Gegenstand durch das weitere Kühlen bzw. Kalibrieren in seiner endgültigen Querschnittsform festgelegt. Dadurch ist ein Gegenstand geschaffen, der kostengünstig mit einem
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Einsatzelement ausgestattet werden kann, ohne dass dabei ein hoher Manipulationsaufwand notwendig ist. Weiters können dadurch gute bzw. verbesserte Isolier- sowie Festigkeitseigenschaften bzw. ein geringerer Wärmedurchgangswert (k-Wert) erzielt werden.
Weiters ist von Vorteil, dass der als Hohlprofil ausgebildete Gegenstand über seinen Querschnitt zumindest eine Unterbrechungsstelle aufweist, die einen Verbindungsbereich ausbildet, welche bzw. welcher nach dem Einbringen des Einsatzelementes verschlossen werden kann. Durch diese Unterbrechungsstelle eines Profilabschnittes ist der Hohlraum von der Aussenseite des Gegenstandes her zugänglich.
Weitere vorteilhaft Ausgestaltungen des Gegenstandes sind in den Ansprüchen 16 bis 24 gekennzeichnet, wobei die dabei erzielbaren Vorteile aus der Beschreibung zu entnehmen sind.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Extrusionsanlage in Seitenansicht und vereinfachter, schematischer Darstellung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung zumindest eines
Gegenstandes ;
Fig. 2 einen erfindungsgemässen Gegenstand in Stirnansicht geschnitten, gemäss den Linien 11-11 in Fig. 1 bei geöffnetem Hohlraum mit einem Verbindungsbereich, in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 mit einem in den Hohlraum eingebrachten Einsatzelement, in verschlossener Stellung;
Fig. 4 einen weiteren erfindungsgemässen Gegenstand in Stirnansicht geschnitten, vor dem Öffnen eines Hohlraums und einem Verbindungsbereich, in vereinfachter, schemati- scher Darstellung;
Fig. 5 einen anderen erfindungsgemässen Gegenstand in Stirnansicht geschnitten, mit einem anders ausgebildeten Verbindungsbereich;
Fig. 6 einen weiteren erfindungsgemässen Gegenstand in Stirnansicht geschnitten und weitere
Verbindungsbereiche sowie mehrere Einsatzelemente.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäss auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemässe Lösungen darstellen.
Ebenso sei erwähnt, dass aus Gründen der Übersichtlichkeit in den einzelnen Figuren auf die Darstellung von Kühlkanälen, Zu- und Abfuhrleitungen, Versorgungsaggregaten, Pumpen usw. verzichtet worden ist und welche frei nach dem bekannten Stand der Technik wählbar bzw. einsetzbar sind.
In der Fig. 1 ist eine Extrusionsanlage 1 gezeigt, die aus einem Extruder 2, einer diesem nachgeordneten Formgebungseinrichtung 3, einer dieser nachgeordneten Kühleinrichtung 4, welche gegebenenfalls auch eine Kalibriereinrichtung darstellen kann, sowie einem dieser nachgeordneten Raupenabzug 5 für einen kontinuierlich oder diskontinuierlich hergestellten, insbesondere extrudierten Gegenstand 6 besteht. Der Raupenabzug 5 dient dazu, um den Gegenstand 6, beispielsweise ein Profil mit mehreren Hohlräumen bzw. Hohlkammern für den Fensterbau, in Extrusionsrichtung - Pfeil 7 - ausgehend vom Extruder 2 durch die Formgebungseinrichtung 3 sowie Kühleinrichtung 4 abzuziehen. Die Formgebungseinrichtung 3 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Extrusionswerkzeug 8, einer Kalibriervorrichtung 9 und Kalibrierblenden 10 in der Kühleinrichtung 4.
Die Kalibrierblenden 10 können aber auch lediglich als Stützblenden für den Gegenstand 6 dienen.
Im Bereich des Extruders 2 befindet sich ein Aufnahmebehälter 11, in welchem ein Material 12, wie beispielsweise ein Kunststoff 13, bevorratet ist, welches mit zumindest einer Förderschnecke 14 im Extruder 2 weitergefördert wird. Weiters umfasst der Extruder 2 noch eine durch die Förderschnecke 14 gebildete Plastifiziereinheit 15, welcher gegebenenfalls zusätzliche Heizeinrichtungen 16 zugeordnet sind. Während dem Durchtreten des Materials 12 durch die Plastifiziereinheit 15
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wird das Material 12 gemäss den diesem innewohnenden Eigenschaften unter Druck und gegebenenfalls Zufuhr von Wärme erwärmt und plastifiziert bzw. aufbereitet und in Richtung des Extrusionswerkzeuges 8 gefördert.
Vor dem Eintritt in das Extrusionswerkzeug 8 wird der Massestrom aus dem plastifizierten Material 12 in Übergangszonen 17 hin zum gewünschten Profilquerschnitt geführt.
Das Extrusionswerkzeug 8, die Plastifiziereinheit 15 und der Aufnahmebehälter 11 sind auf einem Maschinenbett 18 abgestützt bzw. gehaltert, wobei das Maschinenbett 18 auf einer ebenen Aufstandsfläche 19, wie beispielsweise einem ebenen Hallenboden, aufgestellt ist.
Die Kalibriervorrichtung 9 mit der dieser nachgeordneten Kühleinrichtung 4 ist auf einem Kalibriertisch 20 angeordnet bzw. gehaltert, wobei sich der Kalibriertisch 20 über Laufrollen 21 auf einer oder mehreren auf der Aufstandsfläche 19 befestigten Fahrschienen 22 abstützt. Diese Lagerung des Kalibriertisches 20 über die Laufrollen 21 auf den Fahrschienen 22 dient dazu, um den gesamten Kalibriertisch 20 mit den darauf angeordneten Ein- bzw. Vorrichtungen in Extrusionsrichtung - Pfeil 7 - vom bzw. hin zum Extrusionswerkzeug 8 verfahren zu können. Um diese Verstellbewegung leichter und genauer durchführen zu können, ist beispielsweise einer der Laufrollen 21 ein Verfahrantrieb 23, wie schematisch in strichlierten Linien angedeutet, zugeordnet, der eine gezielte und gesteuerte Längsbewegung des Kalibriertisches 20 hin zum Extruder 2 oder vom Extruder 2 weg ermöglicht.
Für den Antrieb und die Steuerung dieses Verfahrantriebes 23 können jegliche aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen und Aggregate verwendet werden.
Weiters ist hier gezeigt, dass bei diesem Ausführungsbeispiel dem Extrusionswerkzeug 8 ein Kalibrierwerkzeug 24 der Kalibriervorrichtung 9 unmittelbar nachgeordnet sein kann, wobei das Kalibrierwerkzeug 24 bevorzugt schwimmend, jedoch exakt achsgenau auf den dem Kalibrierwerkzeug 24 in Extrusionsrichtung - Pfeil 7 - nachgeordneten Vorrichtungen bzw. Werkzeugen der Kalibriervorrichtung 9 gehaltert ist. Das Kalibrierwerkzeug 24 ist somit ein Bauteil der Kalibriervorrichtung 9 und weist senkrecht zur Extrusionsrichtung - Pfeil 7 - ausgerichtete Stirnflächen 25,26 auf. Die Stirnfläche 25 ist dabei einer Düsenlippe bzw. Stirnfläche des Extrusionswerkzeuges 8 zugewandt und mittels eines bevorzugt dichtenden Distanzelementes 27 in einer Distanz von der Düsenlippe angeordnet.
Der Stirnfläche 26 des Kalibrierwerkzeuges 24, die vom Extrusionswerkzeug 8 abgewandt ist, ist über ein weiteres Distanzelement 28, das gleich gross oder auch unterschiedlich zur ersten Distanz zwischen der Stirnfläche 25 und der Düsenlippe sein kann, eines der weiteren Kalibrierwerkzeuge 29 bis 31 der Kalibriervorrichtung 9 in Extrusionsrichtung - Pfeil 7 nachgeordnet. Diese weiteren Kalibrierwerkzeuge 29 bis 31 sind in Extrusionsrichtung - Pfeil 7 jeweils in Abständen hintereinander angeordnet und am Kalibriertisch 20 gehaltert. Zwischen den einzelnen Kalibrierwerkzeugen 29 bis 31 können bevorzugt als Dichtelemente ausgebildete Distanzelemente angeordnet sein.
Im Austrittsbereich des Kalibrierwerkzeuges 31 tritt der extrudierte Gegenstand 6 direkt bzw. ohne grösseren Zwischenraum in die Kühleinrichtung 4 ein, welche gegebenenfalls auch als Kalibriereinrichtung dienen kann, und wird dort anschliessend mit aus dem Stand der Technik bekannten Kühleinrichtungen abgekühlt. Dies kann durch herkömmliche Wasserbäder bzw. Sprühbäder oder ähnliche, bekannte Einrichtungen erfolgen. Bevorzugt erfolgt in dieser Kühleinrichtung 4 auch eine Kalibrierung des Gegenstandes 6 mittels der angedeuteten Kalibrierblenden 10, wie diese aus dem Buch Michaelis bzw. anderen Druckschriften zum Stand der Technik, z. B. der DE 195 04 981 A1 sowie den EP 0 659 536 B1 und EP 0 659 537 A2, der US 3,473,194 A oder der DE 19 23 490 A, DE 22 39 746 A1, DE 197 45 843 A1, WO 97/29899 A1 und der EP 0 487 778 B1 entnehmbar sind.
Dabei wirkt diese Kühleinrichtung 4 bedingt durch die unterschiedlichen Kühlmedien im Bereich der äusseren Oberflächen des Gegenstandes 6.
Dem herzustellenden Gegenstand 6 kann weiters in zumindest einem Hohlraum bzw. einer darin angeordneten Hohlkammer im unmittelbaren Anschluss an das Extrusionswerkzeug 8 eine eigene Innenkühlvorrichtung 32 zugeordnet sein, welche sich je nach zu erzielender Kühlwirkung bzw. der aus dem Innenraum des Gegenstandes 6 abzuführenden Wärmemenge über eine vorbestimmbare Länge erstreckt. Diese Länge kann je nach Wärmemenge unterschiedlichst gewählt werden und beispielsweise bis zu 12 m betragen. Schematisch ist hier angedeutet, dass die Innenkühlvorrichtung 32 sich bis in den Bereich der Kühleinrichtung 4 hinein erstreckt, wobei eine nähere Darstellung sowie Beschreibung derselben hier nicht erfolgt.
Bezüglich deren Wirkungsweise, deren Aufbau und Anordnung der einzelnen Komponenten wird auf die detaillierte Beschreibung
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der WO 94/05482 A1 verwiesen und bezug genommen und diese Offenbarung in die vorliegende Anmeldung übernommen.
Weiters ist in schematisch vereinfachter Darstellung gezeigt, dass die Innenkühlvorrichtung 32 über schematisch angedeutete Leitungen mit einem nicht näher dargestellten Kühlmittel versorgt wird und das Kühlmittel über weitere Leitungen wiederum nach erfolgtem Durchströmen der Innenkühlvorrichtung 32 und dem Abführen von Wärme aus dem Innenraum des Gegenstandes 6 abgeführt wird. Die Zu- und Abfuhr des Kühlmittels kann im Bereich des Extrusionswerkzeuges 8 mittels bekannter Vorrichtungen sowie Verfahren gemäss dem bekannten Stand der Technik erfolgen.
Wesentlich dabei ist, dass die dem plastifizierten Kunststoff 13 zugeführte Wärme- sowie Knetenergie während des Aufbereitungsvorganges und dem Durchtritt durch das Extrusionswerkzeug 8 im unmittelbaren Anschluss an den Austritt aus diesem ausreichend Wärme entzogen bzw. gekühlt wird. Dies kann dadurch erfolgen, dass dem Werkstoff zur Ausbildung des Mantels im unmittelbaren Anschluss an die Formgebung zumindest bereichsweise an einer dem Hohlraum zugewandten Oberfläche und/oder zumindest bereichsweise an einer vom Hohlraum abgewandten Oberfläche ausreichend Wärme entzogen bzw. gekühlt wird.
Weiters ist schematisch angedeutet, dass der Extrusionsanlage 1 eine Speichervorrichtung 33 zugeordnet ist, welche zur Aufnahme eines Mehrkomponentensystems zur Ausbildung eines Kunststoffschaums für ein noch später beschriebenes Einsatzelement, insbesondere ein Isolierund/oder Verstärkungselement im Inneren des Gegenstandes 6 dient. Die Speichervorrichtung 33 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel zwei weitere Aufnahmebehälter 34,35, in welchen die Grundmaterialien zur Ausbildung des Isolierelementes aus dem Kunststoffschaum bevorratet sind.
Über Leitungen werden diese Ausgangs- bzw. Grundmaterialien einer schematisch vereinfachten Mischvorrichtung 36 zugeleitet, in welcher auch noch eine Fördervorrichtung 37 integriert sein kann. Ausgehend von der Mischvorrichtung 36 wird das dort aufbereitete Gemisch über eine vereinfacht dargestellte Zuleitung 38 dem Hohlraum bzw. zumindest einer darin angeordneten Hohlkammer des Gegenstandes 6 zugeführt, wie dies schematisch in einem zwischen zwei Kühlkammern 39,40 der Kühleinrichtung 4 ausgebildeten Zwischenraum dargestellt ist.
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Ausgangs- bzw. Grundmaterialien bzw. das weitere Material vor und/oder während dem Zuführen in den Hohlraum zumindest bereichsweise isoliert geführt und/oder zusätzlich gekühlt werden bzw. wird, um eine Überhitzung, ein Verbrennen bzw. die Auslösung des Aufschäumvorganges zu verhindern. So soll der weitere Werkstoff vor dem Einbringen in den vom Gegenstand 6 umschlossenen Hohlraum einen Temperaturbereich zwischen 70 C und 100 C nicht übersteigen. Als bevorzugter Temperaturbereich ist jedoch ein Wert zwischen 0 C und 40 C, bevorzugt zwischen 15 C und 25 C vorteilhaft. Für diese Einhaltung kann ein eigener Kühlkreislauf eingesetzt werden. Die anschliessende Verteilung und Ausbildung zum Einsatz- bzw.
Isolierelement innerhalb des vom Gegenstand 6 ausgebildeten Hohlraums wird in den nachfolgenden Figuren detaillierter beschrieben werden. Nach dem Einbringen in den Hohlraum sollen die Ausgangs- bzw. Grundmaterialien derart aufeinander abgestimmt sein, dass der Hohlraum bzw. zumindest eine Hohlkammer zumindest bereichsweise, bevorzugt jedoch vollständig durch das Aufschäumen ausgefüllt werden. Gleichfalls können aber auch mehrere Einsatzelemente in den Hohlraum bzw. in die Hohlkammern eingebracht werden. Gleichfalls soll ein Gasdruck für den Aufschäumvorgang des weiteren Werkstoffes derart eingestellt werden, dass dieser den atmosphärischen Luftdruck im wesentlichen nicht übersteigt.
Dieses Einbringen des weiteren Werkstoffes während dem Extrusionsprozess erfolgt nach einer zumindest bereichsweisen Abkühlung des Gegenstandes, bei dem einzelne Profilabschnitte gekühlt und in ihrer endgültigen Form festgelegt werden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, den Gegenstand 6 vollständig abzukühlen und entsprechend abzulängen, worauf erst im Anschluss daran in den von den Profilabschnitten zumindest bereichsweise umgrenzten Hohlraum der weitere Werkstoff zur Ausbildung des Einsatzelementes gebracht wird. Daran anschliessend wird der geöffnete Hohlraum über den Querschnitt verschlossen und in weiterer Folge oder gleichzeitig damit wird der weitere Werkstoff zumindest bereichsweise an den den Hohlraum umgrenzenden Profilabschnitten zur Anlage gebracht und gegebenenfalls verfestigt.
Es ist aber selbstverständlich auch möglich und besonders vorteilhaft, das Einbringen des weiteren Werkstoffes sowie das Verschliessen des Hohlraums gleichzeitig mit dem Extrusionsprozess durchzuführen. Nach dem Verschliessen des Hohlraums ist es noch möglich, den Gegenstand 6
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zumindest bereichsweise weiter zu kalibrieren und/oder zu kühlen und so die in dem Gegenstand 6 noch enthaltene Restwärme zu entziehen bzw. gegebenenfalls die beim Ausbildungsvorgang des Einsatzelementes entstehende Wärme ebenfalls abzuführen. Dieser Kühlvorgang kann sowohl im Bereich der äusseren Oberfläche des Gegenstandes und/oder im Bereich zumindest einer Hohlkammer erfolgen. Die Abfuhr aus dem äusseren Oberflächenbereich des Gegenstandes kann vollflächig sowie gegebenenfalls bereichsweise durchgeführt werden.
Das Verschliessen des Hohlraums kann auf unterschiedlichste Art und Weise gemäss den vom bekannten Stand der Technik bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen durchgeführt werden. So ist es möglich, den Hohlraum mittels eines mechanischen Verbindungsvorganges zu verschliessen.
Dieser mechanische Verbindungsvorgang wird bevorzugt durch eine formschlüssige Verbindung zwischen einander zugewandten Profilabschnitten des Gegenstandes 6 erzielt, wie dies in einer nachfolgenden Fig. noch detaillierter beschrieben werden wird. Auch ist das Verschliessen des Hohlraums über dessen Querschnitt an einander zugewandten Endbereichen der Profilabschnitte mittels eines Schweiss- und/oder Klebevorganges möglich.
Zusätzlich dazu ist es aber auch noch möglich, die einander zugewandten Profilabschnitte mittels eines weiteren Extrusionvorganges miteinander zu verbinden, wie dies ebenfalls in einer der nachfolgenden Fig. noch näher erläutert werden wird.
Abweichend von dem zuvor beschriebenen Verfahrensablauf zur Herstellung des Gegenstandes 6 ist es unabhängig davon auch möglich, den Gegenstand 6 mit mehreren Profilabschnitten auszubilden, von welchen zumindest ein Hohlraum über den Querschnitt des Gegenstands 6 umgrenzt wird. Dabei wird im Extruder 2 der den Gegenstand 6 bildende Werkstoff bzw. das Material 12 entsprechend aufbereitet bzw. plastifiziert sowie gegebenenfalls noch homogenisiert, daran anschliessend im Extrusionswerkzeug 8 hin zur gewünschten Querschnittsform umgeformt und anschliessend in der Formgebungseinrichtung 3, insbesondere der Kalibriervorrichtung 9, zumindest bereichsweise gekühlt, wodurch die den Gegenstand 6 bildenden Profilabschnitte in ihrer endgültigen Form festgelegt werden.
Gegebenenfalls kann der Gegenstand auch noch zusätzlich bzw. nachträglich in zumindest einer der Kühlkammern 39,40 der Kühleinrichtung 4 gekühlt werden.
Der über einen Querschnitt zusammenhängend ausgebildete Gegenstand 6 wird anschliessend im Bereich des Aussenumfanges in Richtung der Längserstreckung des selben zumindest einmal durchtrennt, wodurch ein Hohlraum bzw. eine Hohlkammer innerhalb des Gegenstandes 6 von der Aussenseite desselben zugänglich gemacht wird. Das Einbringen des Einsatzelementes in den Hohlraum bzw. in zumindest eine der Hohlkammern kann gemäss den vorstehend bereits detailliert beschriebenen und erläuterten Verfahrensabläufen erfolgen, wobei hier auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
In der Fig. 2 ist ein Querschnitt eines möglichen Gegenstandes 6 nach dem Verlassen der Kühlkammer 39 in vergrössertem Massstab dargestellt, wobei aufgrund der besseren Übersichtlichkeit auf die Darstellung weiterer Anlagenteile verzichtet worden ist.
Weiters sei an dieser Stelle bemerkt, dass die gewählte Querschnittsform des Gegenstandes 6 nur beispielhaft für eine Vielzahl von möglichen Querschnittsformen gewählt worden ist. Bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Gegenstand 6 durch mehrere äussere Profilabschnitte 41 bis 47 gebildet, welche einen Hohlraum 48 zumindest bereichsweise umgrenzen. Bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind innerhalb des Hohlraums 48 weitere Stege 49 zur Unterteilung desselben angeordnet, wodurch einzelne Hohlkammern 50 ausgebildet sind. In Endbereichen 51, 52 der beiden einander zugewandten Profilabschnitte 41, 47, welche jedoch voneinander distanziert angeordnet sind, ist zumindest ein in Richtung der Längserstreckung des Gegenstandes 6 verlaufend ausgerichteter Verbindungsbereich angeordnet.
Bedingt durch die distanzierte Anordnung der beiden Endbereiche 51, 52 voneinander ist der Hohlraum 48 bzw. eine der Hohlkammern 50 von der Aussenseite des Gegenstandes 6 her zugänglich. In diese, einen Längsschlitz ausbildende Öffnung des nicht geschlossenen Verbindungsbereiches 53 ragt die zuvor beschriebene und hier schematisch angedeutete Zuleitung 38 zur Einbringung des weiteren Materials bzw. Werkstoffes zur Ausbildung eines Einsatzelementes 54, welches nach dessen Ausbildung in der Fig. 3 in der Hohlkammer 50 dargestellt ist.
Bei dieser Darstellung in der Fig. 3 ist gezeigt, dass der Gegenstand 6 nach dem Einbringen des weiteren Werkstoffes zur Ausbildung des Einsatzelementes 54 durch eine formschlüssige
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Verbindung zwischen den hier einander zugewandten Profilabschnitten 41, 47 im Querschnitt über seinen Umfang verschlossen bzw. geschlossen ausgebildet ist. Diese Profilabschnitte 41 bis 47 bilden hier einen äusseren Mantel 55 des Gegenstandes 6 aus, wobei der Verbindungsbereich 53 an zumindest einem den Querschnitt des Gegenstandes 6 umgrenzenden Profilabschnitt 41 bis 47 angeordnet ist. Je nach Ausbildung des Verbindungsbereiches 53 ist es möglich, die Verbindung in Richtung der Längserstreckung des Gegenstandes 6 im Bereich der einander zugewandten Profilabschnitte 41,47 zumindest bereichsweise, bevorzugt jedoch durchlaufend auszubilden.
Der den Gegenstand 6 in seinem äusseren Querschnitt umgrenzende Mantel 55 ist somit durch den nicht geschlossenen Verbindungsbereich teilweise unterbrochen.
Diese in der Fig. 3 dargestellte formschlüssige Verbindung zwischen den Profilabschnitten 41, 47 ist in Form eines Klippsverschlusses ausgebildet, wobei die Verformung des Profilabschnittes 42,43 bevorzugt im elastischen Bereich durchgeführt wird und so beispielsweise unter einer gewissen Vorspannung die beiden hier miteinander in Eingriff bringbaren Rastelemente den Verbindungsbereich 53 ausbilden. Andere Ausbildungen des Verbindungsbereichs 53 werden in den nachfolgenden Fig. noch detaillierter beschrieben werden.
In der Fig. 4 ist ein ähnlich ausgebildeter Gegenstand 6 dargestellt, wie dieser aus der Kühlkammer 39 - siehe Fig. 1 - austreten kann. Um unnötige Wiederholung zu vermeiden, wird auf die Beschreibung der vorangegangenen Fig. 1 bis 3 hingewiesen sowie Bezug genommen, wobei gleichzeitig für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Dieser hier in der Fig. 4 dargestellte Gegenstand 6 weist im unmittelbaren Anschluss nach dem Austritt aus der Kühlkammer 39 einen geschlossenen äusseren Mantel 55 auf, welcher durch die einzelnen Profilabschnitte 41 bis 47 gebildet ist. Weiters sind die einander zugewandten Endbereiche 51, 52 der beiden Profilabschnitte 41,47 an einer vorbestimmbaren Stelle zur gegenseitigen Trennung voneinander vorgesehen. Diese vorbestimmbare Trennstelle bzw. Trennlinie kann beispielsweise auch durch eine in Längserstreckung des Gegenstandes 6 durchlaufend ausgebildete Materialschwächung ausgeführt sein, um so eine einfache Trennung der beiden noch in Verbindung stehenden Endbereiche 51, 52 durchführen zu können. Die Ausbildung sowie Anordnung der Trennstelle bzw. Trennlinie ist profilabhängig und kann frei nach dem bekannten Stand der Technik gewählt sowie angeordnet werden.
Der über den Umfang bzw. Querschnitt durchlaufend ausgebildete Gegenstand 6 mit seinem Mantel 55 wird im unmittelbaren Anschluss nach dem Austritt aus einer in Extrusionsrichtung - Pfeil 7 (siehe Fig. 1) - vorgeordneten Kühlkammer 39 mittels einer hier nicht näher dargestellten Trennvorrichtung im Bereich der Trennstelle bzw. Trennlinie aufgetrennt und anschliessend so weit verformt, dass ein Einbringen des weiteren Werkstoffes in den Hohlraum 48 bzw. eine Hohlkammer 50 ermöglicht wird, wobei diese Verformung ebenfalls im elastischen Bereich des Werkstoffes gelegen sein sollte.
Nach dem Auftrennen des Mantels 55 werden die beiden Endbereiche 51,52 der Profilabschnitte 41, 47 durch ebenfalls hier nicht näher dargestellte Leiteinrichtungen in die in der Fig. 2 dargestellte Stellung verbracht, wodurch nunmehr wiederum das Einbringen des weiteren Werkstoffes zur Ausbildung des Einsatzelements 54 über die Zuleitung 38 erfolgen kann. Der weitere Vorgang des Schliessens sowie der nachfolgenden möglichen weiteren Abkühlung sowie gegebenenfalls Kalibrierung kann gemäss der Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 bis 3 erfolgen.
In der Fig. 5 ist vereinfacht dargestellt, dass das Verschliessen des Hohlraumes 48 des Gegenstandes 6 im Bereich der einander zugewandten Endbereiche 51, 52 der Profilabschnitte 41, 47 durch einen Schweissvorgang erfolgen soll. Hierzu ist schematisch angedeutet, dass diesen beiden Endbereichen 51, 52 eine schematisch vereinfacht dargestellte Heizeinrichtung 56 zugeordnet ist.
Diese Heizeinrichtung 56 kann mehrere Teile umfassen und kann dem Gegenstand 6 vor dem Einbringen des weiteren Werkstoffes zur Ausbildung des Einsatzelementes 54 (siehe Fig. 3) und/oder unmittelbar danach zugeordnet sein, wie dies aus der Fig. 1 im Bereich zwischen den beiden Kühlkammern 39,40 gezeigt und möglich ist. Die Heizeinrichtung 56 kann mit den unterschiedlichsten Mitteln Wärme erzeugen und somit an die zu verbindenden Endbereiche 51,52 abgeben, wobei die aus der Kühlkammer 39 austretenden Profilabschnitte 41 bis 47 zumindest bereichsweise zuvor bereits abgekühlt worden sind.
Durch diese Heizeinrichtung 56 erfolgt ein neuerlicher bereichsweiser Erweichungsprozess des Materials 12, wobei nach ausreichender Wärmezufuhr - schematisch durch kleine Pfeile angedeutet - der Profilquerschnitt über seinen
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Aussenumfang mittels nicht näher dargestellter Ein- bzw. Vorrichtungen geschlossen wird und die zuvor erweichten Teilbereiche der Profilabschnitte 41,47 aneinander gepresst und anschliessend abgekühlt werden, wodurch eine Verbindung zwischen den beiden Profilabschnitten 41,47 hergestellt wird.
Das Auftrennen und Einbringen des weiteren Werkstoffes zur Ausbildung des Einsatzelementes 54 sowie das Verschliessen kann sowohl während dem Extrusionsprozess, als auch im Anschluss daran erfolgen.
In der Fig. 6 ist ein weiterer Gegenstand 6 dargestellt, in welchem in einem Hohlraum 48 bzw. einer Hohlkammer 50 ein Einsatzelement 54 angeordnet ist, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 5 verwendet werden. Das Profil weist einen ähnlichen Querschnitt auf, wie dies bereits in den vorangegangenen Fig. 2 bis 5 beschrieben worden ist, wobei hierbei auch auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird und auf die Beschreibung in den vorangegangenen Figuren bezug genommen wird.
Die beiden einander zugewandten Endbereiche 51,52 der Profilabschnitte 41,47 sind hier in ihrem Verbindungsbereich 53 mittels einer Schweissnaht verbunden, wobei bei dieser Ausbildung der Schweissnaht gezeigt ist, dass im Gegensatz zu der in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsform zur Ausbildung der Schweissnaht ein Zusatzwerkstoff eingesetzt worden ist. Wesentlich dabei ist, dass der Hohlraum 48 bzw. zumindest eine Hohlkammer 50 von der Aussenseite des Gegenstandes 6 her zugänglich gemacht worden ist und im Anschluss an das Einbringen des weiteren Werkstoffes zur Ausbildung des Einsatzelementes 54 das Profil über seinen Querschnitt und zur Festlegung der Querschnittsabmessungen geschlossen wird.
Selbstverständlich ist auch eine ausreichende Vorerwärmung der beiden zu verbindenden Endbereiche 51,52 möglich, wie dies bereits in der Fig. 5 für die Heizeinrichtung beschrieben worden ist.
Weiters ist bei dieser Figur zwischen den beiden einander zugewandten Profilabschnitten 43, 44 gezeigt, dass in der weiteren Hohlkammer 50 ein weiteres Einsatzelement 54 angeordnet sein kann. Um ebenfalls einen Zugang von der Aussenseite des Gegenstandes zur Hohlkammer 50 zu erzielen, sind Endbereiche 57,58 der beiden Profilabschnitte 43, 44 voneinander distanziert angeordnet. Dies kann durch eine Ausbildung erfolgen, bei welcher der Mantel 55 in seinem Querschnitt nicht vollständig ausgebildet ist. Bedingt durch diese Distanzierung wird eine Zugangsöffnung bzw. eine schlitzförmige Offnung ausgebildet, durch welche der weitere Werkstoff eingebracht werden kann. Das Verschliessen des Verbindungsbereiches 53 erfolgt hier durch einen nachträglichen Extrusionsvorgang, durch welchen der Mantel 55 über den Querschnitt durchlaufend ausgebildet wird.
Dabei kann es sich als vorteilhaft erweisen, die beiden Endbereiche 57,58 vor dem Extrusionsvorgang aufgrund der zuvor zumindest bereichsweise erfolgten Abkühlung des Gegenstandes 6 diesen mittels einer Heizeinrichtung 56 vor der Durchführung des weiteren Extrusionsvorganges zumindest bereichsweise wieder zu erwärmen, um so eine bessere Anhaftung des Werkstoffes bzw. Materials zur Schliessung des Mantels 55 zu erzielen.
Bei all den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist es vorteilhaft, wenn nach dem Verschliessen des Hohlraumes 48 bzw. einer Hohlkammer 50 des Gegenstandes 6 dieser in seiner Querschnittsform endgültig festgelegt wird. Dies kann beispielsweise durch einen nachfolgenden Kalibrier- und/oder Abkühlvorgang erfolgen, wodurch dem Gegenstand 6 noch eine so hohe Wärmemenge sowohl aus dem Mantel 55 als auch aus dem Hohlraum 48 bzw. den Stegen 49 entzogen wird, dass eine nachträgliche Erwärmung ausgehend vom Innenraum des Gegenstandes 6 hin zum Mantel 55 sicher unterbunden ist.
Zur Vermeidung von thermischen Schäden des weiteren Werkstoffes während dem Einbringen zur Ausbildung des Einsatzelementes 54 ist es vorteilhaft, den ersten Wärmeentzug aus dem Gegenstand 6 zumindest bereichsweise an einer dem zur Aufnahme des weiteren Werkstoffes zugewandten Oberfläche des Hohlraumes 48 und/oder zumindest bereichsweise an einer dem zur Aufnahme des weiteren Werkstoffes abgewandten Oberfläche des Hohlraumes 48 durchzuführen.
Der Wärmeentzug hängt vom einzubringenden weiteren Werkstoff, der Profilgeometrie des Gegenstandes 6 sowie der durch das Einbringen des weiteren Werkstoffes während dessen Aushärtungs- bzw. Verfestigungsprozesses eingebrachten bzw. dabei erzeugten Wärmemenge ab. So ist es vorteilhaft, wenn der Hohlraum 48 bzw. zumindest eine Hohlkammer 50, in welche der weitere Werkstoff eingebracht werden soll, vor dessen Einbringen zumindest bereichsweise auf eine Temperatur zwischen 0 C und 120 C, beispielsweise zwischen 30 C und 90 C, bevorzugt
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zwischen 50 C und 80 C, insbesondere zwischen 60 C und 70 C zu kühlen.
Zur exakten Festlegung der Profilgeometrie ist es vorteilhaft, wenn der Werkstoff zur Ausbildung des Gegenstandes 6 im unmittelbaren Anschluss an die Formgebung zumindest bereichsweise einem gegenüber dem Umgebungsdruck geringeren Druck ausgesetzt wird, wodurch eine exakte Anlage der einzelnen Profilabschnitte 41 bis 47 zur Ausbildung des Mantels 55 an den Kalibrierflächen der Kalibriervorrichtung 9 erzielt wird. Zur Erzielung einer besseren Anhaftung des Einsatzelementes 54 nach dessen vollständiger Verfestigung bzw. Aushärtung an den Inneren Oberflächen der Profilabschnitte 41 bis 47 ist es vorteilhaft, dass vor dem Einbringen des weiteren Werkstoffes der Hohlraum 48 bzw. eine der Hohlkammern 50 zumindest bereichsweise an einer seiner Oberflächen mit einem Haftvermittler beschichtet wird.
Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die beiden einander zugewandten Endbereiche 51,52 bzw. 57,58 von einander zugewandten Profilabschnitten 41 bis 47 durch eine einfache Klebeverbindung im Verbindungsbereich 53 miteinander nach dem Einbringen des weiteren Werkstoffes zur Ausbildung des Einsatzelementes 54 zu verbinden. Gleichfalls ist es aber auch noch möglich, die Verbindung zwischen den einander zugewandten Profilabschnitten 41 bis 47 bzw. deren Endbereichen 51,52 sowie 57,58 in deren Verbindungsbereich 53 derart auszubilden, dass dies eine Kombination aus einer formschlüssigen Verbindung sowie zumindest einer bereichsweisen Abstützung derselben am Einsatzelement 54 darstellt.
Ebenso ist es möglich, den Verbindungsbereich derart auszubilden, dass die einander zugewandten Endbereiche 51, 52 bzw. 57,58 durch hakenförmig ausgebildete und sich in Längsrichtung des Gegenstandes 6 erstreckende erste Verschlusselemente gebildet ist, welche einander zugeordnet sind, jedoch miteinander nicht in Eingriff stehen. Zur Verbindung und somit dem querschnittsmässigen Schliessen des Mantels 55 des Gegenstandes 6 kann ein leisten- bzw. stabförmig ausgebildetes weiteres Verschlusselement vorgesehen werden, welches die hakenförmig ausgebildeten Verschluss- bzw. Rastelemente aufweist und so ebenfalls eine formschlüssig ausgebildete Verbindung vorliegt.
Als bevorzugte Werkstoffe für den Gegenstand 6 bzw. den diesen bildende Profilabschnitte 41 bis 47 - welche den Mantel 55 ausbilden - sowie der Stege 49 wird ein extrudierbarer Werkstoff, insbesondere ein Material aus einem Polymerwerkstoff, welcher gegebenenfalls mit einem faserartigen Werkstoff vermischt ist, und aus der Gruppe von PVC (Polyvinylchlorid), PP (Polypropylen), ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere), ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylester-Copolymere) gewählt ist. Es ist aber auch möglich, den Gegenstand 6 bzw. einzelne Abschnitte desselben zumindest teilweise aus einem nachwachsenden, biologischen bzw. pflanzlichen Werkstoff zu bilden. Weiters können aber auch alle aus dem Stand der Technik bekannten und einsetzbaren Werkstoffe zum Extrudieren und/oder Spritzgiessen Verwendung finden.
Als Werkstoff für das Einsatzelement 54 kann ein polymerer Werkstoff eingesetzt werden, wobei sich hier ein aufschäumbarer Kunststoffschaum, insbesondere aus PUR, PIR als vorteilhaft erwiesen hat.
Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Verfahrensablaufes die Extrusionsanlage 1 bzw. deren Bestandteile sowie der damit hergestellte Gegenstand 6 teilweise unmassstäblich und/oder vergrössert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1; 2,3; 4 ; 5 ; 6 gezeigten Ausführungen und Massnahmen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemässen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemässen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Bezugszeichenaufstellung
1 Extrusionsanlage 41 Profilabschnitt
2 Extruder 42 Profilabschnitt
3 Formgebungseinrichtung 43 Profilabschnitt
4 Kühleinrichtung 44 Profilabschnitt
5 Raupenabzug 45 Profilabschnitt
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6 Gegenstand
7 Pfeil
8 Extrusionswerkzeug
9 Kalibriervorrichtung 10 Kalibrierblende 11 Aufnahmebehälter 12 Material 13 Kunststoff 14 Förderschnecke 15 Plastifiziereinheit 16 Heizeinrichtung 17 Übergangszone 18 Maschinenbett 19 Aufstandsfläche 20 Kalibriertisch 21 Laufrolle 22 Fahrschiene 23 Verfahrantrieb 24 Kalibrierwerkzeug 25 Stirnfläche 26 Stirnfläche 27 Distanzelement 28 Distanzelement 29 Kalibrierwerkzeug 30 Kalibrierwerkzeug 31 Kalibrierwerkzeug 32 Innenkühlvorrichtung 33 Speichervorrichtung 34 Aufnahmebehälter 35 Aufnahmebehälter 36 Mischvorrichtung 37 Fördervorrichtung 38 Zuleitung 39 Kühlkammer 40 Kühlkammer 46
Profilabschnitt 47 Profilabschnitt 48 Hohlraum 49 Steg 50 Hohlkammer 51 Endbereich 52 Endbereich 53 Verbindungsbereich 54 Einsatzelement 55 Mantel 56 Heizeinrichtung 57 Endbereich 58 Endbereich
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The invention relates to a method for producing an elongated article, in particular a component for window and door profiles, as described in claims 1 and 2 and to an article produced by this method, as described in the preamble of claim 15.
A method and an apparatus for the continuous production of foamed plastic profiles has become known from DE 35 43 767 A1. In this method, first a closed profile casing is extruded in one piece or a part of a profile is extruded onto an existing profile. Subsequently, the closed profile casing is calibrated in a calibration device and subsequently cooled further. Subsequently, the profile envelope is separated in the region of one of its longitudinal edges and subsequently captured by a trigger device. In a downstream filling device, a foam-forming plastic material is introduced into the gap formed and subsequently the profile casing is closed. The filling of the foam-forming plastic material takes place before complete solidification or
Cooling the extruded profile sections. The connection of the separate profile parts is effected by a closing device which presses the profile casing sections against each other and engages snap closure strips or to press the profile casing sections together during gluing or welding until a firm connection is made and the filling slot of the profile casing is closed. After this closure, the extruded profile can be measured, appropriately signed and, if necessary, assembled on rod material by means of a dicing saw. A disadvantage of this method was that not in all applications, a sufficient dimensional accuracy of the cross-sectional dimensions or the profile geometry was achievable.
From AT 374 241 B a multi-chamber hollow profile is known, the closed middle chamber has a filling of a heat and sound insulating foam plastic body.
Furthermore, a metallic reinforcing profile can be used in the middle chamber. The remaining space in the middle chamber is then foamed over the entire length of the profile. The reinforcing profile is completely foamed in the hollow profile.
The disadvantage here is that the introduction of the plastic material to form the foam plastic body was associated with an increased workload.
From DE 43 31 816 A1 a profile for the production of windows and doors is known in particular thermoplastic. The plastic profile forms at least one hollow chamber, wherein in at least one hollow chamber, a reinforcing profile can be inserted, whose cross-sectional area is smaller than the cross-sectional area of the hollow chamber into which the reinforcing profile is to be inserted. The thus formed between an outer surface of the reinforcing profile and through inner surfaces of the hollow chamber gap is largely filled with a material of low thermal conductivity. Thus, a hollow chamber profile is created with a reinforcing profile, which should have a reduced thermal conductivity. The disadvantage here is that the stability of the profile or the frame thus produced is reduced.
A lack of flexural rigidity has the profile especially against forces directed at right angles to the visible surfaces, since the reinforcing profile for forming the gap on at least one side does not bear against the plastic profile.
Another plastic hollow profile for frames of windows with one or more hollow chambers is described in DE 32 31 876 A1. In at least one hollow chamber of the plastic profile, a support profile is used for stiffening the plastic profile. The support profile is designed such that the hollow chamber is subdivided into a plurality of individual chambers lying one behind another in the heat transfer direction. This achieves a reduction of the heat losses due to heat convection or heat conduction. Since the air layers in individual chambers formed in this way can only to a limited extent prevent the heat transfer to the reinforcing profile, which is preferably made of metallic materials and thus has a particularly good heat conductivity, the thermal insulation of the hollow profile is not satisfactory. This especially because the middle hollow chamber or
Hollow chambers bridged by the relatively high thermal conductivity having flanges of the support profile or thermally shorted.
There are already different extrusion tools for components provided with a cavity, in particular made of plastic, known, in which the nozzle gap different cooling devices are arranged downstream of the component. Usually are - according to
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DE 20 28 538 C2 - downstream of the nozzle gap calibrated calibration devices for fixing and freezing of the component in the region of its outer surfaces or its projecting parts. The heat dissipation from the components takes place by cooling the calibration devices by means of cooled water, air or special coolants for evaporator cooling systems or oil.
In many cases, openings are provided to achieve a corresponding dimensional accuracy of the components in the calibrating devices, in order to ensure that the wall elements of the components are in contact with the alignment surfaces of the calibrating devices via an evacuation of the openings. In order to achieve increased heat dissipation, especially in hollow profile-like components such as pipes, window profiles, mold tubes and the like., It is also already provided to dissipate heat from the interior of the cavity of the component.
Another cooling device for an extrusion tool for components provided with at least one cavity is described in WO 94/05482 A1. This has a nozzle gap downstream and arranged in at least one cavity internal cooling device, which is supplied via supply lines, a cooling medium. An outlet of a feed line for another coolant passed through the core of the extrusion tool is arranged in the cavity of the component in the region of a heat exchanger whose inlet is connected to a supply unit arranged outside the extrusion die for supplying the further pressurized coolant into the cavity. The outlet of the supply line is in fluid communication with an open end of the cavity of the component and the further coolant flows around the heat exchanger.
The drive of a circulating device, which z. B. is formed by a Ventruidüsenanordnung, carried by the additional coolant and the circulating device circulates a part of this further coolant in the region of the heat exchanger.
The present invention has for its object to provide a method for producing an elongate object and an article in which the introduction of at least one insert element can be performed in the cavity enclosed by the shell of the hollow profile in a simple manner.
This object of the invention is achieved in that, after the closure of the cavity, the article is at least partially further cooled and / or at least partially calibrated further, whereby the article is finally determined in its cross-sectional shape. The resulting from the measures of claim 1 surprising advantage is that thereby overheating or the subsequent heat input from the interior of the article can be avoided in the jacket and also the cross-sectional dimensions and the profile geometry can be formed or maintained more accurate. Thus, after the completion of the manufacturing process, an elongated article or component has been created, in the cavity at least one insert or
Insulating element is arranged, which has been simultaneously introduced or formed during the manufacturing process of the shell for forming the hollow profile within this. After the manufacturing process, only a corresponding cut to length for further processing for window or door frame or the like. Perform. As a result, a further subsequent insertion process is avoided, whereby high costs for these manipulation work can be saved.
Furthermore, it is advantageous that seen in at least one section of the profile casing over the cross-section of this at least one predeterminable point has an open point of interruption, through which the cavity or the hollow chamber from the outside of the article for introducing the insert element or the material for forming the Insert element, in particular the Isolierund / or support element is easily accessible. After introduction of the material for forming the insert element, the profile jacket is closed in the region of the point of interruption for complete delimitation of the cavity, whereby the cavity facing inner surfaces of the profile jacket can form a boundary for the introduced further material. As a result, complicated devices or
Facilities for introducing the material for the insert element avoided and additional work steps saved.
However, the object of the invention is also achieved independently in that, after the cavity has been closed, the article is at least partially further cooled and / or at least partially calibrated further, whereby the article is finally determined in its cross-sectional shape. By the procedure according to the measures, as indicated in claim 2, there is the advantage that thereby overheating or the nachträgli-
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che heat input from the interior of the article can be avoided in the jacket and also the cross-sectional dimensions and the profile geometry can be made more accurate and adhered to. Thus, after the completion of the manufacturing process, an elongated article or component has been created, in the cavity at least one insert or
Insulating element is arranged, which has been simultaneously introduced or formed during the manufacturing process of the shell for forming the hollow profile within this.
After the manufacturing process, only a corresponding cut to length for further processing for window or door frame or the like. Perform. As a result, a further subsequent insertion process is avoided, whereby high costs for these manipulation work can be saved. Furthermore, it is advantageous that the profile over the entire cross section during the extrusion process, in particular the shape during the passage through the calibration and during the subsequent further heat extraction is completely closed continuously. As a result, a better stabilization of the profile and an associated higher dimensional accuracy of the object can be achieved.
By the subsequent opening of the profiled casing at a predeterminable place at least one cavity or a hollow chamber from the outside of the article for introducing the insert element or the material for forming the insert element, in particular of the insulating and / or supporting element, made easily accessible. After introduction of the material for forming the insert element, the profile jacket is closed in the region of the point of interruption for complete delimitation of the cavity, whereby the cavity facing inner surfaces of the profile jacket can form a boundary for the introduced further material. As a result, complicated devices or systems for introducing the material for the insert element are avoided and additional work steps are saved.
By the method variant according to claim 3, a spatially exact contact of the trainees insert element is achieved on the inner surfaces of the profile sections.
A better insulating effect and optionally increased stiffening of the hollow profile is achieved by the procedure of claim 4.
Other advantageous procedures are described in claims 5 to 7, by which a closure can be realized in different ways. By this connection process, especially if this takes place simultaneously with the extrusion process, the article is closed over its cross section and thus has the required strength characteristics.
Further advantageous procedures are described in claims 8 to 10, whereby that portion of the cavity in which the insert element is to be formed, is brought to a lower temperature compared to the extrusion temperature and thus the introduction of the further material for forming the insert element without too high thermal stress can be performed. This ensures a non-destructive introduction and proper foaming of the other material.
Also advantageous is a variant of the method according to claim 11, because this can be done a definition of the profile cross-section for the jacket in a simple manner.
Furthermore, a procedure according to the feature specified in claim 12 is advantageous, since such an Anformvorgang or an adhesion of the other material for forming the insert element on the inner surfaces of the hollow profile is made possible.
Another advantageous procedure is described in claim 13, since thus overheating of the further material can be avoided and the time of the beginning of the foaming process can be determined more precisely.
A further advantageous procedure is characterized in claim 14, wherein the achievable advantages are that, due to the swelling of the plastic material, a subsequent change in the cross-sectional dimensions of the article is avoided.
The object of the invention is also achieved by the article produced by the method. An advantage of this article is that the insert element are introduced during the extrusion process through the intended connection area and in the same operation, the closure of the cavity can take place. After closure, the article is determined by the further cooling or calibration in its final cross-sectional shape. This creates an object that is inexpensive with a
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Insert element can be equipped without causing a high manipulation effort is necessary. Furthermore, good or improved insulation and strength properties or a lower heat transfer value (k value) can be achieved.
Furthermore, it is advantageous that the object formed as a hollow profile has at least one point of interruption over its cross section, which forms a connecting region which can be closed after insertion of the insert element. Through this point of interruption of a profile section of the cavity from the outside of the article is accessible.
Further advantageous embodiments of the subject matter are characterized in claims 16 to 24, wherein the achievable advantages can be taken from the description.
The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiments illustrated in the drawings.
Show it:
1 shows an extrusion system in side view and a simplified, schematic representation for carrying out the inventive method for producing at least one
Object;
2 shows an article according to the invention in front view, according to the lines 11-11 in FIG. 1 with the cavity open, with a connecting region, in a simplified, schematic representation;
FIG. 3 shows the object according to FIG. 2 with an insert element inserted into the cavity, in the closed position; FIG.
4 shows a further article according to the invention cut in front view, before the opening of a cavity and a connecting region, in a simplified, schematic representation;
FIG. 5 shows another article according to the invention cut in front view, with a differently formed connection region; FIG.
Fig. 6 cut another inventive subject in front view and more
Connection areas as well as several insert elements.
By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be analogously applied to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location selected in the description, such as. B. top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred in a change in position mutatis mutandis to the new situation. Furthermore, individual features or combinations of features from the illustrated and described different embodiments may also represent separate, inventive or inventive solutions.
It should also be mentioned that for the sake of clarity in the individual figures on the representation of cooling channels, supply and discharge lines, supply units, pumps, etc. has been dispensed with and which are freely selectable or usable according to the known state of the art.
FIG. 1 shows an extrusion plant 1 which comprises an extruder 2, a downstream shaping device 3, a downstream cooling device 4, which optionally can also be a calibrating device, and a downstream caterpillar take-off 5 for a continuously or discontinuously produced, in particular extruded article 6 consists. The caterpillar take-off 5 serves to draw off the object 6, for example a profile with a plurality of cavities or hollow chambers for window construction, in the extrusion direction - arrow 7 - starting from the extruder 2 through the shaping device 3 and cooling device 4. The shaping device 3 in this exemplary embodiment consists of an extrusion tool 8, a calibration device 9 and calibration orifices 10 in the cooling device 4.
However, the calibration apertures 10 can also merely serve as support apertures for the article 6.
In the area of the extruder 2 is a receptacle 11, in which a material 12, such as a plastic material 13, is stored, which is conveyed further with at least one screw conveyor 14 in the extruder 2. Furthermore, the extruder 2 also comprises a plasticizing unit 15 formed by the screw conveyor 14, which optionally has additional heating devices 16 associated therewith. During the passage of the material 12 through the plasticizing 15
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the material 12 is heated under the pressure and optionally supply of heat according to the inherent properties of this and plasticized or processed and conveyed in the direction of the extrusion die 8.
Before entering the extrusion die 8, the mass flow from the plasticized material 12 is guided into transition zones 17 to the desired profile cross section.
The extrusion die 8, the plasticizing unit 15 and the receptacle 11 are supported on a machine bed 18, the machine bed 18 being set up on a flat footprint 19, such as a flat hall floor.
The calibration device 9 with the downstream of this cooling device 4 is arranged or supported on a calibration table 20, wherein the calibration table 20 is supported by rollers 21 on one or more mounted on the footprint 19 rails 22. This storage of the calibration table 20 on the rollers 21 on the rails 22 serves to the entire calibration table 20 with the inputs or devices arranged thereon in the extrusion direction - arrow 7 - to proceed from or to the extrusion die 8. In order to make this adjustment easier and more accurate, for example, one of the rollers 21, a traversing drive 23, as indicated schematically in dashed lines, assigned, which allows a targeted and controlled longitudinal movement of the calibration 20 toward the extruder 2 or away from the extruder 2.
For the drive and the control of this travel drive 23, any known from the prior art solutions and units can be used.
Furthermore, it is shown here that in this embodiment, the extrusion tool 8 a calibration 24 of the calibration device 9 may be immediately downstream, the calibration tool 24 preferably floating, but exactly exact to the calibration tool 24 in the extrusion direction - arrow 7 - downstream devices or tools Calibration device 9 is supported. The calibration tool 24 is thus a component of the calibration device 9 and has perpendicular to the extrusion direction - arrow 7 - aligned end faces 25,26. The end face 25 is in this case facing a nozzle lip or end face of the extrusion die 8 and arranged at a distance from the die lip by means of a preferably sealing spacer element 27.
The end face 26 of the calibration tool 24, which faces away from the extrusion die 8, is another of the further calibration tools 29 to 31 of the calibration device 9 via a further spacer element 28, which may be the same or different from the first distance between the end face 25 and the die lip in the extrusion direction - arrow 7 downstream. These further calibration tools 29 to 31 are arranged in the extrusion direction - arrow 7 in each case at intervals one behind the other and supported on the calibration table 20. Between the individual Kalibrierwerkzeugen 29 to 31 may preferably be arranged as sealing elements formed spacer elements.
In the exit region of the calibration tool 31, the extruded object 6 enters the cooling device 4 directly or without a large intermediate space, which optionally can also serve as a calibrating device, where it is subsequently cooled with cooling devices known from the prior art. This can be done by conventional water baths or spray baths or similar, known facilities. Preferably, in this cooling device 4, a calibration of the article 6 by means of the indicated Kalibrierblenden 10, as these from the book Michael or other pamphlets to the prior art, for. DE 195 04 981 A1 and EP 0 659 536 B1 and EP 0 659 537 A2, US Pat. No. 3,473,194 A or DE 19 23 490 A, DE 22 39 746 A1, DE 197 45 843 A1, WO 97/29899 A1 and EP 0 487 778 B1 can be removed.
In this case, this cooling device 4 acts due to the different cooling media in the region of the outer surfaces of the article. 6
The article to be produced 6 may further be associated with a separate internal cooling device 32 in at least one cavity or a hollow chamber disposed therein immediately after the extrusion die 8, which depending on the cooling effect to be achieved or the amount of heat to be dissipated from the interior of the article 6 via a predeterminable length extends. This length can be chosen differently depending on the amount of heat and, for example, be up to 12 m. Schematically, it is indicated here that the internal cooling device 32 extends into the region of the cooling device 4, a closer representation and description of the same not taking place here.
Regarding their mode of action, their structure and arrangement of the individual components will be on the detailed description
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WO 94/05482 A1 and referenced and incorporated this disclosure in the present application.
Furthermore, it is shown in a schematically simplified representation that the internal cooling device 32 is supplied via schematically indicated lines with a coolant not shown and the coolant is discharged via further lines in turn after the flow through the internal cooling device 32 and the removal of heat from the interior of the article 6 , The supply and removal of the coolant can be carried out in the region of the extrusion tool 8 by means of known devices and methods according to the known prior art.
It is essential here that the heat and kneading energy supplied to the plasticized plastic 13 during the treatment process and the passage through the extrusion die 8 are removed or cooled sufficiently immediately following the exit from the latter. This can be done by sufficiently removing or cooling the material for the formation of the jacket in the immediate vicinity of the shaping at least partially on a surface facing the cavity and / or at least partially on a surface facing away from the cavity.
Furthermore, it is schematically indicated that the extrusion system 1 is associated with a storage device 33, which serves for receiving a multi-component system for forming a plastic foam for an insert element described later, in particular an insulating and / or reinforcing element in the interior of the article 6. The storage device 33 in this embodiment comprises two further receptacles 34, 35 in which the base materials for forming the insulating element are stored in the plastic foam.
Via lines, these starting materials or base materials are fed to a schematically simplified mixing device 36 in which a conveying device 37 can also be integrated. Starting from the mixing device 36, the mixture prepared there is supplied to the cavity or at least one hollow chamber of the article 6 arranged therein via a supply line 38 shown in simplified form, as shown schematically in a space formed between two cooling chambers 39, 40 of the cooling device 4.
It may be advantageous if the starting or base materials or the further material before and / or during feeding into the cavity at least partially isolated and / or additionally cooled or is to overheating, burning or to prevent the triggering of the foaming process. Thus, the additional material should not exceed a temperature range between 70 C and 100 C prior to introduction into the cavity enclosed by the article 6. As a preferred temperature range, however, a value between 0 C and 40 C, preferably between 15 C and 25 C is advantageous. For this compliance, a separate cooling circuit can be used. The subsequent distribution and training to use or
Insulating element within the cavity formed by the article 6 will be described in more detail in the following figures. After introduction into the cavity, the starting or base materials should be matched to one another in such a way that the cavity or at least one hollow chamber is filled at least in regions, but preferably completely, by the foaming. Likewise, however, a plurality of insert elements can be introduced into the cavity or into the hollow chambers. Likewise, a gas pressure for the foaming of the other material is to be set such that it does not substantially exceed the atmospheric air pressure.
This introduction of the further material during the extrusion process takes place after an at least partial cooling of the article, in which individual profile sections are cooled and fixed in their final form. Of course, it is also possible to completely cool the article 6 and cut accordingly, whereupon the further material for forming the insert element is then brought into the cavity defined at least partially by the profile sections. Subsequently, the open cavity is closed over the cross section, and subsequently or at the same time, the further material is at least partially brought into contact with the profile sections surrounding the cavity and optionally solidified.
However, it is of course also possible and particularly advantageous to carry out the introduction of the further material and the closure of the cavity simultaneously with the extrusion process. After the closure of the cavity, it is still possible, the object. 6
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at least partially continue to calibrate and / or to cool and so to withdraw the residual heat contained in the article 6 or possibly also dissipate the resulting heat during the formation process of the insert element. This cooling process can take place both in the region of the outer surface of the article and / or in the region of at least one hollow chamber. The removal from the outer surface region of the article can be carried out over the entire surface and optionally in regions.
The closure of the cavity can be carried out in various ways according to the methods or devices known from the prior art. So it is possible to close the cavity by means of a mechanical connection process.
This mechanical connection process is preferably achieved by a positive connection between mutually facing profile sections of the article 6, as will be described in more detail in a subsequent FIG. Also, the closure of the cavity over its cross-section at mutually facing end portions of the profile sections by means of a welding and / or gluing process is possible.
In addition, however, it is also possible to connect the mutually facing profile sections by means of a further extrusion process with each other, as will also be explained in more detail in one of the following figures.
Notwithstanding the process described above for the production of the article 6, it is also possible independently to form the article 6 with a plurality of profile sections, of which at least one cavity over the cross section of the article 6 is bounded. In this case, in the extruder 2 of the article 6 forming material or the material 12 is treated accordingly or plasticized and optionally homogenized, then subsequently converted in the extrusion die 8 to the desired cross-sectional shape and then in the shaping device 3, in particular the calibration device 9, at least partially cooled, whereby the object 6 forming profile sections are determined in their final form.
Optionally, the article may also be additionally or subsequently cooled in at least one of the cooling chambers 39, 40 of the cooling device 4.
The object 6, which is coherently formed over a cross-section, is subsequently severed at least once in the region of the outer circumference in the direction of the longitudinal extension of the same, whereby a cavity or a hollow chamber within the article 6 is made accessible from the outside thereof. The introduction of the insert element into the cavity or into at least one of the hollow chambers can take place according to the process sequences already described and explained in detail above, wherein a detailed description is omitted here.
FIG. 2 shows a cross-section of a possible article 6 after leaving the cooling chamber 39 on an enlarged scale, wherein the illustration of further system parts has been dispensed with for the sake of better clarity.
It should also be noted at this point that the selected cross-sectional shape of the article 6 has been chosen only as an example for a plurality of possible cross-sectional shapes. In this embodiment shown here, the object 6 is formed by a plurality of outer profile sections 41 to 47, which define a cavity 48 at least partially. In this embodiment shown here 48 further webs 49 are arranged for the subdivision thereof within the cavity, whereby individual hollow chambers 50 are formed. In end regions 51, 52 of the two mutually facing profile sections 41, 47, which, however, are arranged at a distance from each other, at least one connection region extending in the direction of the longitudinal extension of the article 6 is arranged.
Due to the distanced arrangement of the two end regions 51, 52 from each other, the cavity 48 or one of the hollow chambers 50 is accessible from the outside of the article 6. In this, a longitudinal slot forming opening of the non-closed connection portion 53 protrudes the previously described and schematically indicated supply line 38 for introducing the other material or material for forming an insert member 54, which shown in the hollow chamber 50 after its formation in FIG is.
In this illustration in FIG. 3, it is shown that the article 6 after insertion of the further material to form the insert element 54 by a positive fit
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Connection between the here mutually facing profile sections 41, 47 is closed in cross-section over its circumference or formed closed. These profile sections 41 to 47 here form an outer jacket 55 of the article 6, the connecting region 53 being arranged on at least one profile section 41 to 47 bordering the cross-section of the article 6. Depending on the design of the connecting region 53, it is possible to form the connection in the direction of the longitudinal extent of the article 6 in the region of the profile sections 41, 47 facing one another, at least in regions, but preferably continuously.
The jacket 55 surrounding the article 6 in its outer cross-section is thus partially interrupted by the non-closed connection region.
This form-locking connection between the profile sections 41, 47 shown in FIG. 3 is designed in the form of a clip closure, wherein the deformation of the profile section 42, 43 is preferably carried out in the elastic region and thus, for example, under a certain prestress, the two can be brought into engagement here Locking elements form the connecting portion 53. Other configurations of the connection region 53 will be described in more detail in the following figures.
In Fig. 4, a similar trained item 6 is shown as this from the cooling chamber 39 - see Fig. 1 - can escape. To avoid unnecessary repetition, reference is made to the description of the preceding Figs. 1 to 3 and reference, wherein the same reference numerals are used for the same parts at the same time.
This object 6 shown here in FIG. 4 has in the immediate connection after leaving the cooling chamber 39 a closed outer shell 55, which is formed by the individual profile sections 41 to 47. Furthermore, the mutually facing end regions 51, 52 of the two profile sections 41, 47 are provided at a predeterminable point for mutual separation from one another. This predeterminable separation point or parting line can also be embodied, for example, by a material weakening formed continuously in the longitudinal extent of the article 6 so as to be able to carry out a simple separation of the two end regions 51, 52 still in communication. The design and arrangement of the separation point or parting line is profile-dependent and can be freely selected and arranged according to the known state of the art.
The over the circumference or cross-section continuously formed object 6 with its jacket 55 is in the immediate connection after exiting a in the extrusion direction - arrow 7 (see Fig. 1) - upstream cooling chamber 39 by means not shown here separating device in the region of the separation point or dividing line separated and then deformed so far that an introduction of the further material in the cavity 48 and a hollow chamber 50 is made possible, this deformation should also be located in the elastic region of the material.
After the separation of the shell 55, the two end portions 51,52 of the profile sections 41, 47 spent by also not shown here Leiteinrichtungen in the position shown in FIG. 2, which now again the introduction of the other material to form the insert element 54 via the supply line 38 can take place. The further process of closure and the subsequent possible further cooling and optionally calibration can be carried out according to the description in the preceding FIGS. 1 to 3.
5 shows in simplified form that the closure of the cavity 48 of the article 6 in the region of the mutually facing end regions 51, 52 of the profile sections 41, 47 should take place by means of a welding process. For this purpose, it is schematically indicated that these two end regions 51, 52 are associated with a heating device 56 shown schematically in simplified form.
This heating device 56 may comprise a plurality of parts and may be associated with the article 6 prior to introduction of the further material to form the insert element 54 (see FIG. 3) and / or immediately thereafter, as shown in FIG. 1 in the region between the two cooling chambers 39.40 is shown and possible. The heating device 56 can generate heat with a wide variety of means and thus deliver it to the end regions 51, 52 to be connected, wherein the profile sections 41 to 47 emerging from the cooling chamber 39 have already been cooled at least in regions.
By means of this heating device 56, a renewed regional softening process of the material 12 takes place, wherein after adequate heat supply - indicated schematically by small arrows - the profile cross section over his
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Outer circumference is closed by means not shown inputs or devices and the previously softened portions of the profile sections 41,47 pressed together and then cooled, creating a connection between the two profile sections 41,47 is made.
The separation and introduction of the further material for the formation of the insert element 54 and the closure can take place both during the extrusion process, as well as subsequently.
FIG. 6 shows a further article 6 in which an insert element 54 is arranged in a cavity 48 or a hollow chamber 50, wherein the same reference numerals are again used for the same parts as in the preceding FIGS. 1 to 5. The profile has a similar cross-section, as has already been described in the preceding Figs. 2 to 5, in which case a detailed description is omitted and reference is made to the description in the preceding figures.
The two mutually facing end portions 51,52 of the profile sections 41,47 are here connected in their connection region 53 by means of a weld, which is shown in this embodiment, the weld, that in contrast to the embodiment shown in FIG. 5 for forming the weld Additional material has been used. It is essential that the cavity 48 or at least one hollow chamber 50 has been made accessible from the outside of the article 6 forth and closed after the introduction of the further material for forming the insert element 54, the profile over its cross-section and to determine the cross-sectional dimensions becomes.
Of course, a sufficient preheating of the two end regions 51, 52 to be connected is also possible, as has already been described in FIG. 5 for the heating device.
Furthermore, it is shown in this figure between the two mutually facing profile sections 43, 44, that in the further hollow chamber 50, a further insert element 54 may be arranged. In order to likewise achieve access from the outside of the article to the hollow chamber 50, end regions 57, 58 of the two profile sections 43, 44 are arranged at a distance from one another. This can be done by a training in which the jacket 55 is not completely formed in its cross section. Due to this distancing an access opening or a slot-shaped opening is formed, through which the further material can be introduced. The closure of the connecting region 53 is effected here by a subsequent extrusion process, by which the jacket 55 is formed continuously over the cross section.
It may prove to be advantageous, at least partially reheat the two end portions 57,58 before the extrusion process due to the previously at least partially done cooling of the article 6 by means of a heater 56 before performing the further extrusion process, so as to better adhesion of the Material or material for closing the shell 55 to achieve.
In all the embodiments described above, it is advantageous if, after the closure of the cavity 48 or a hollow chamber 50 of the article 6, it is finally determined in its cross-sectional shape. This can be done for example by a subsequent calibration and / or cooling, whereby the article 6 is still such a high amount of heat from both the shell 55 and from the cavity 48 and the webs 49 is withdrawn that a subsequent heating starting from the interior of the Object 6 towards the jacket 55 is reliably prevented.
In order to avoid thermal damage of the further material during introduction to the formation of the insert element 54, it is advantageous for the first heat removal from the article 6 at least partially on a surface facing the surface of the cavity 48 for receiving the further material and / or at least partially at a to perform for receiving the further material facing away from the surface of the cavity 48.
The removal of heat depends on the additional material to be introduced, the profile geometry of the article 6 and the amount of heat introduced or introduced thereby by the introduction of the further material during its hardening or hardening process. So it is advantageous if the cavity 48 or at least one hollow chamber 50, in which the further material is to be introduced before its introduction at least partially to a temperature between 0 C and 120 C, for example between 30 C and 90 C, preferred
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between 50 C and 80 C, in particular between 60 C and 70 C to cool.
For the exact determination of the profile geometry, it is advantageous if the material for forming the article 6 is exposed at least in regions immediately below the shape of a lower pressure relative to the ambient pressure, whereby an exact contact of the individual profile sections 41 to 47 for forming the shell 55 at the calibration surfaces of the calibration device 9 is achieved. To achieve a better adhesion of the insert element 54 after its complete hardening or curing on the inner surfaces of the profile sections 41 to 47, it is advantageous that before introducing the further material of the cavity 48 or one of the hollow chambers 50 at least partially on one of its surfaces coated with a primer.
Of course, it is also possible to connect the two mutually facing end regions 51, 52 and 57, 58 of profile sections 41 to 47 facing one another by a simple adhesive bond in the connection region 53 with each other after introduction of the further material to form the insert element 54. Likewise, it is also possible to form the connection between the mutually facing profile sections 41 to 47 or their end regions 51, 52 and 57, 58 in their connection region 53 such that this is a combination of a form-locking connection and at least one region-wise support thereof represents on the insert element 54.
Likewise, it is possible to form the connection region in such a way that the mutually facing end regions 51, 52 and 57.58 are formed by hook-shaped first closure elements which extend in the longitudinal direction of the article 6 and which are associated with one another but are not in engagement with one another , For connection and thus the cross-sectional closure of the shell 55 of the article 6, a strip-like or rod-shaped further closure element can be provided, which has the hook-shaped closure or latching elements and so there is also a form-fitting connection.
As preferred materials for the article 6 or the profile sections 41 to 47 forming this - which form the jacket 55 - and the webs 49 is an extrudable material, in particular a material of a polymeric material, which is optionally mixed with a fibrous material, and out the group of PVC (polyvinyl chloride), PP (polypropylene), ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers), ASA (acrylonitrile-styrene-acrylic ester copolymers) is selected. But it is also possible to form the article 6 or individual sections thereof at least partially from a renewable, biological or plant material. Furthermore, however, all materials known and usable from the prior art can be used for extruding and / or injection molding.
As a material for the insert element 54, a polymeric material can be used, with a foamable plastic foam, in particular made of PUR, PIR has proved advantageous here.
For the sake of order, it should finally be pointed out that, for a better understanding of the process sequence, the extrusion plant 1 or its components and the object 6 produced therewith have been shown partially unmeshold and / or enlarged and / or reduced in size.
The task underlying the independent inventive solutions can be taken from the description.
Above all, the individual in Figs. 1; 2.3; 4; 5; 6 embodiments and measures form the subject of independent solutions according to the invention. The relevant tasks and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.
REFERENCE NUMBERS
1 extrusion line 41 profile section
2 extruder 42 profile section
3 shaping device 43 profile section
4 Cooling device 44 profile section
5 caterpillar take-off 45 profile section
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6 item
7 arrow
8 extrusion tool
9 Calibration device 10 Calibration diaphragm 11 Receiver container 12 Material 13 Plastic 14 Feed screw 15 Plasticizer unit 16 Heating device 17 Transition zone 18 Machine bed 19 Contact surface 20 Calibration table 21 Roller 22 Travel rail 23 Travel drive 24 Calibration tool 25 End face 26 End face 27 Spacer 28 Spacer 29 Calibration tool 30 Calibration tool 31 Calibration tool 32 Internal cooling device 33 Storage device 34 receiving container 35 receiving container 36 mixing device 37 conveying device 38 supply line 39 cooling chamber 40 cooling chamber 46
Profile section 47 Profile section 48 Cavity 49 Bar 50 Hollow chamber 51 End region 52 End region 53 Connection region 54 Insert element 55 Sheath 56 Heating device 57 End region 58 End region
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