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Die Erfindung betrifft ein Extrusionswerkzeug für eine Kunststoffschmelze sowie eine Extrusions- bzw. Spritzgiessanlage mit einem derartigen Extrusionswerkzeug, wie dies in den Ansprüchen 1, 16 und 17 angegeben ist.
Ein Extrusionswerkzeug, insbesondere Strangpresskopf ist aus der DE 34 30 825 A1 bekannt geworden, bei welchem in den die Düse begrenzenden Wandungen mit Abstand vor dem Düsenaustritt mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende Trennzone ausgebildet ist und die beiden Teilabschnitte des Extrusionswerkzeugs mit den die Düse begrenzenden Wandungen unabhängig voneinander temperierbar sind. Diese Trennzone dient zur Temperaturbeeinflussung der Kunststoffschmelze innerhalb der Düse auf einer möglichst kurzen Wegstrecke, wobei dies mit einem gewissen Abstand von Düsenaustritt bewirkt werden soll.
Die den Kanal begrenzenden Wandungen sind dabei durchlaufend aus einem Teil ausgebildet wobei die Trennzone als vertiefter Ringspalt ausgehend von der Düsenaussenseite sich hin in Richtung des Kanals erstreckt und vor Erreichen desselben endet, damit ein geschlossener Übergang der Kanalwandungen gewährleistet ist. Die Temperierung des zweiten Teilabschnitts gegenüber dem ersten Teilabschnitt hat derart zu erfolgen, dass sich bei einer abgesenkten Temperatur eine gute Oberfläche an den Fertigprodukten einstellen soll. Bei zu hoher Schmelzetemperatur tritt ansonst eine unerwünschte Streifenbildung an den Fertigprodukten auf. Bei einer zu niedrigen Temperatur der Kunststoffschmelze führt dies zu grossflächigen Stick-Slip-Effekten innerhalb der Düse, wodurch ebenfalls wiederum die Oberflächenqualität negativ beeinflusst wird.
Nachteilig bei diesem bekannten Extrusionswerkzeug ist, dass die Ausbildung der Trennzone im Extrusionswerkzeug sehr aufwendig und teuer herzustellen war und für den gewünschten Anwendungsfall nur bedingt bzw. überhaupt nicht einsetzbar war.
Weitere Kühlvorrichtungen ohne jeglicher thermischer Trennungen innerhalb des Extrusionswerkzeuges sind aus der CH 344 214 A sowie der CH 461 790 A bekannt geworden, bei welchen dem durch die Extrusionsdüse hindurchtretenden Schmelzestrom an vorbestimmten Stellen eine gewisse Wärmemenge entzogen werden soll.
Eine Extrusionseinrichtung mit einer Behandlungsvorrichtung für Kunststoffe ist aus der US 3,525,125 A bekannt geworden, bei welcher das Extrusionswerkzeug zumindest einen Kanal zur Aufnahme eines Schmelzestroms einer Schmelze aus plastifiziertem Kunststoff aufweist, der sich ausgehend von einem Eintrittsbereich hin zu einem Austrittsbereich erstreckt. Dieser Kanal ist einerseits durch einen Dorn, welcher die Kanalinnenwandungen ausbildet, und andererseits durch einen den Dorn umschliessenden Gehäuseteil, welcher die Kanalaussenwandungen ausbildet, begrenzt. In einem im Austrittsbereich angeordneten Teilabschnitt des Kanals ist sowohl im Bereich der Innenwandung als auch im Bereich der Aussenwandung je eine Temperiervorrichtung zur Zu- bzw. Abfuhr von Wärme angeordnet.
Dadurch konnte dem Schmelzestrom eine entsprechende Wärmemenge zu- bzw. abgeführt werden, um ein vorzeitiges Aufschäumen des Kunststoffmaterials vor dem Austritt aus dem Extrusionswerkzeug zu vermeiden, wobei jedoch nicht bei allen Anwendungsgebieten ein einwandfreies Extrusionsergebnis erzielbar war.
Eine weitere Behandlungsvorrichtung für Kunststoffe - gemäss WO 94/05482 A1 weist einen dem Extruder nachgeordneten, durch Kanalwandungen begrenzten Kanal für die Schmelze des plastifizierten Kunststoffes auf, der eine räumliche Verformung der Schmelze bewirkt und diese im Bereich einer Dornhalteplatte auf einzelne Stränge aufteilt und diese wieder zu einem zusammenhängenden Schmelzestrang verschweisst. Danach wird der so behandelte Schmelzestrang in den beispielsweise durch eine Düse gebildeten Austrittsbereich des Extrusionswerkzeuges verbracht, wobei die Raumform dieser Schmelze auf den Querschnitt des herzustellenden Gegenstandes umgeformt wird.
Um eine rasche Abkühlung des durch Extrusion hergestellten Gegenstandes zu erreichen, ist dem Austrittsbereich eine im Inneren des herzustellenden Gegenstandes angeordnete Wärmeentzugsvorrichtung nachgeordnet, die über Leitungen, die die Behandlungsvorrichtung durchsetzen, mit Kühlmedium beaufschlagt ist. Mit dieser Ausbildung der Extrusionsanlage kann zwar ein rasches, gezieltes, gleichmässigeres Abkühlen des hergestellten Gegenstandes nach dem Austrittsbereich sichergestellt werden. Eine entsprechende Beeinflussung sowie gegebenenfalls eine Überschreitung der Verfahrensparameter konnte dadurch jedoch auch nicht ausgeschaltet werden.
Eine gleichartige Extrusionsanlage ist auch durch die EP 0 515 906 B1 bekannt geworden, bei der als Kühlmedium Luft verwendet wird, die im Austrittsbereich des Gegenstandes aus der Behandlungsvorrichtung aus dem Hohlraum des herzustellenden Gegenstandes angesaugt oder in
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diesen eingeblasen wird. Ein entsprechender Temperaturverlauf der Schmelze in der Behandlungsvorrichtung konnte jedoch auch bei dieser Extrusionsanlage nicht erzielt werden.
Eine weitere Behandlungsvorrichtung für extrudierte Kunststoffschmelzen ist aus der US 5,132,062 A bekannt geworden, bei welcher im unmittelbaren Anschluss an das Extrusionswerkzeug bzw. dem Austrittsspalt der Kunststoffmasse aus dem Extrusionswerkzeug ein eigenes Kühlelement sowie eine Kalibriervorrichtung nachgeordnet ist. Die Behandlungsvorrichtung für den Wärmeentzug ist im Kernbereich des herzustellenden Gegenstandes angeordnet und erstreckt sich ausgehend vom Kühlelement in die Kalibriervorrichtung hinein. Die Versorgung der Behandlungsvorrichtung, insbesondere der Wärmeentzugsvorrichtung, im Bereich der Kalibriervorrichtung erfolgt durch eigene Zuleitungen, welche durch eine Stegplatte in den Kernbereich des Extrusionswerkzeuges geführt sind.
Dabei sind die Zuführleitungen im Bereich der Stegplatte sowie bis hin zum Düsenspalt, also dem Austritt der Kunststoffschmelze aus dem Extrusionswerkzeug gegenüber den Bauteilen des Extrusionswerkzeuges durch einen Luftspalt voneinander thermisch isoliert. Bei dieser bekannten Vorrichtung erfolgt der Wärmeentzug aus der Kunststoffschmelze direkt im Anschluss an den Austritt aus dem Extrusionswerkzeug im Bereich der Kalibriervorrichtung, sowohl an der Aussenseite als auch der Innenseite des Gegenstandes.
Eine weitere Vorrichtung zur Herstellung von spannungsarmen Kunststoffrohren ist aus der DE 25 23 975 A1 bekannt geworden, bei welcher im unmittelbaren Anschluss an den Dorn des Rohrspritzkopfes ein doppelwandiger, rohrförmiger Kühlkörper am Dorn gehaltert ist, dessen Aussendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des herzustellenden Gegenstandes.
Zwischen dem Kühlkörper und dem Dorn ist eine Isolierplatte angeordnet, um einen Wärmeübertritt, ausgehend vom Kern des Extrusionswerkzeuges in Richtung des Kühlkörpers, zu verhindern.
Weiters wird dem Kühlkörper über eigene Zu- und Ableitungen ein Kühlmedium zugeführt, um dem extrudierten Gegenstand im Anschluss an den Austritt aus dem Extrusionswerkzeug im Bereich seiner inneren Oberfläche einen gewissen Wärmeanteil zu entziehen und somit zu kühlen. Eine eigene Kalibriervorrichtung für den Gegenstand ist im Anschluss an den Austritt der Kunststoffschmelze aus dem Extrusionswerkzeug angeordnet, wobei sich wiederum der innere Kühlkörper und die Kalibriervorrichtung in ihrem Wärmeentzugsbereich überschneiden. Der Kühlkörper erstreckt sich in Extrusionsrichtung gesehen noch weiter in den Gegenstand hinein, um eine möglichst gute Abkühlung der inneren Oberfläche des Gegenstandes zu erzielen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Extrusionswerkzeug für eine Kunststoffschmelze sowie eine Extrusions- bzw. Spritzgiessanlage mit einem derartigen Extrusionswerkzeug zu schaffen, mit welchem unter Einhaltung von günstigen Verarbeitungsbedingungen das Wandgleiten der Schmelze im Austrittsbereich derselben aus dem Extrusionswerkzeug verbessert bzw. gefördert wird sowie optimale Festigkeitskennwerte, ein hoher Glanzgrad der Oberfläche des herzustellenden Gegenstandes und ein wirtschaftlicher Verfahrensablauf erzielbar ist.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch das Extrusionswerkzeug, insbesondere gemäss dem Kennzeichenteil des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhaft ist bei diesem Extrusionswerkzeug, dass dieses aus zwei voneinander unabhängigen Teilabschnitten gebildet ist, welche wegen der thermischen Trennung nur bereichsweise aneinander abgestützt sind. Dadurch ist eine einfachere Bearbeitung bei eindeutiger Trennung der Teilabschnitte möglich.
Weiters wird mit Vorteil durch die Wärmeentzugsvorrichtung auch noch erreicht, dass durch eine gezielte Temperatursteuerung zumindest in einem Teilabschnitt eines oder mehrerer Kanäle des Extrusionswerkzeuges die Temperatur des Schmelzestroms unmittelbar vor dem Austritt aus dem selben Bereich der Wandungen vermindert werden kann, sodass das Wandgleiten des Schmelzestroms an den Kanalwandungen verbessert bzw. erhöht werden kann, um die bestmöglichsten Eigenschaften des Kunststoffes in der ausgehärteten Form sicherstellen zu können. Dies ist vor allem bei Werkstoffen, wie z. B. PVC-Schmelzen (Polyvinylchlorid) und anderen Polymerschmelzen von besonderer Bedeutung, da dadurch im Bereich der äusseren Oberflächen des extrudierten Gegenstandes ein nahezu verschiebungsfreier Austritt der Randbereiche bzw. der Randschichten des Schmelzestroms in bezug zu den mittleren Lagen bzw.
Schichten erreicht werden kann. Dadurch wird eine über den Querschnitt des herzustellenden Gegenstandes gesehen gegenseitige Verlagerung der einzelnen Lagen bzw. Schichten zueinander verhindert, wodurch einerseits der Aufbau von inneren Spannungen und andererseits ein gewisses Aufquellen des plastifizierten Kunststoffmaterials unmittelbar nach dem Austritt aus der Düsenlippe vermieden werden kann. Aufgrund dieser gezielten
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Temperatursteuerung sind nunmehr auf einfache Art und Weise Gegenstände mit ausgezeichneten Festigkeitseigenschaften, guter Oberflächengüte, insbesondere einem hohen Glanzgrad, sowie nahezu frei von inneren Spannungen erreichbar.
Vorteilhaft sind auch weitere Ausführungsformen nach den Ansprüchen 2 oder 3, da dadurch die Bereitschaft zum Wandgleiten des durch den Kanal hindurchtretenden Materials noch zusätzlich erhöht werden kann.
Vorteilhaft ist bei der Wahl der Temperatur nach Anspruch 4, da dadurch bei dem verwendeten Material die optimale Temperatur zur Festlegung des Wandgleitens feinfühlig eingestellt werden kann.
Nach einer anderen Ausführungsvariante gemäss Anspruch 5 oder 6 wird im zweiten Teilabschnitt im Bereich des Kanals ein rascher Wärmeabtransport sichergestellt, um die entsprechende Temperaturdifferenz zwischen dem ersten und dem weiteren Teilabschnitt während des Betriebes ständig aufrecht zu erhalten.
Vorteilhaft ist aber auch eine Weiterbildung nach Anspruch 7, da dadurch auch bei wechselnden Betriebsbedingungen stets die gewünschte Temperaturdifferenz zwischen den beiden Teilabschnitten gesichert aufrecht erhalten werden kann und so stets eine ausreichende Produktqualität erzielbar ist.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 8 ist von Vorteil, dass je nach Wahl des Temperiermediums und der damit verbundenen Temperaturdifferenz diese stets auf einem annähernd gleichen Wert gehalten werden kann, wodurch gleiche Produktionsbedingungen und somit eine einwandfreie Produktqualität erzielbar ist.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 9 oder 10 kann eine noch feinfühligere Abstimmung für das zu erzielende Wandgleiten erfolgen, um so über den Querschnitt des herzustellenden Gegenstandes nahezu die gleichen Fliessgeschwindigkeiten erzielen zu können.
Durch die Ausbildung nach Anspruch 11 kann die Wärmeabfuhr und die damit verbundene Temperaturdifferenz auf den jeweiligen Verfahrensablauf sowie den zu erzielenden Kühleffekt exakt abgestimmt werden.
Vorteilhaft sind aber auch Ausbildungen nach den Ansprüchen 12 bis 14, da durch die Wahl der Temperatur des Temperiermediums ein Einwirken auf unterschiedlichste Werkstoffe, welche durch das Extrusionswerkzeug hindurch treten, Bedacht genommen werden kann und so eine universelle Einsetzbarkeit gewährleistet ist.
Vorteilhaft ist die Ausbildung nach Anspruch 15, da so einerseits eine eindeutige Abstützung und Ausrichtung der beiden Teilbereiche des Extrusionswerkzeuges zueinander gewährleistet ist und andererseits die Wärmeweiterleitung nahezu nur auf Strahlungswärme reduziert werden kann und so auf kurzem Wege die gewünschte Temperaturdifferenz ohne Weiterleitung von Wärme erzielbar ist.
In vorteilhafter Weise ist das Extrusionswerkzeug für eine Kunststoffschmelze in Verbindung mit einer Extrusionsanlage, gemäss Anspruch 16, oder einer Spritzgiessanlage gemäss Anspruch 17, einsetzbar.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Extrusionsanlage mit einer erfindungsgemässen Behandlungsvorrichtung, in Sei- tenansicht und vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig.2 ein Extrusionswerkzeug mit einer darin angeordneten Behandlungsvorrichtung, in
Seitenansicht, geschnitten, gemäss den Linien II - II in Fig. 3 und vergrösserter, sche- matisch vereinfachter Darstellung;
Fig. 3 das Extrusionswerkzeug, in Ansicht, gemäss Pfeil III in Fig. 2;
Fig. 4 eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausbildung des Extrusions- werkzeuges, in Seitenansicht, geschnitten, gemäss den Linien IV - IV in Fig. 5 und vergrösserter, schematisch vereinfachter Darstellung;
Fig. 5 das Extrusionswerkzeug nach Fig. 4, in Ansicht, gemäss Pfeil V in Fig. 4;
Fig. 6 einen Teilbereich eines Kanals in einem bekannten Extrusionswerkzeug, in Seitenan- sicht, geschnitten und vereinfachter, schematisch vergrösserter Darstellung;
Fig.7 einen weiteren Teilbereich eines Kanals in einem Extrusionswerkzeug, in Seiten-
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ansicht, geschnitten und schematisch vergrösserter Darstellung.
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.
Weiters können auch Einzelmerkmale aus den gezeigten unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfindungsgemässe Lösungen darstellen.
In der Fig. 1 ist eine Extrusionsanlage 1 gezeigt, die aus einem Extruder 2, einem diesen nachgeschalteten Extrusionswerkzeug 3 bzw. einer Extrusionseinrichtung sowie einer Kalibriereinrichtung 4 und einer Kühleinrichtung 5 besteht. Der Kühleinrichtung 5 ist in Extrusionsrichtung - Pfeil 6 - ein schematisch und vereinfacht dargestellter Raupenabzug 7 nachgeordnet, mit welchem ein Gegenstand 8, beispielsweise ein Profil aus Kunststoff für den Fensterbau, ausgehend vom Extrusionswerkzeug 3 durch die Kalibriereinrichtung 4 sowie Kühleinrichtung 5 abgezogen und mittels nicht näher dargestellten Einrichtungen, wie beispielsweise Sägen und dgl., entsprechend abgelängt werden kann.
Die Kalibriereinrichtung 4 sowie Kühleinrichtung 5 der Extrusionsanlage 1 sind auf einem vereinfacht dargestellten Kalibriertisch 9 angeordnet bzw. auf diesem gehaltert, wobei sich der Kalibriertisch 9 über vereinfacht dargestellte Laufrollen 10 und diesen zugeordneten Fahrschienen 11 auf einer schematisch angedeuteten Aufstandsfläche 12 abstützt bzw. auflagert. Diese Aufstandsfläche 12 ist zumeist ein ebener Hallenboden, auf welchem auch der Extruder 2, welcher auch als Plastifiziervorrichtung bezeichnet werden kann, sowie der Raupenabzug 7 usw. abgestützt sind.
Dem Extrusionswerkzeug 3 ist eine Behandlungsvorrichtung 13 für die Schmelze des bevorzugt thermoplastischen Kunststoffes zur Bildung des Gegenstandes 8 zugeordnet, welche dieser vor dessen Austritt aus einem Düsenspalt 14 bzw. einer Düsenlippe 15 eine gewisse Wärmemenge entzieht, um ein Wandgleiten derselben bei Erreichen einer optimalen Verarbeitungstemperatur zu erzielen. Die detaillierte Beschreibung der Behandlungsvorrichtung 13 sowie deren Funktionsweise und deren mögliche unterschiedliche Ausführungsformen erfolgt in den nachfolgenden Figuren.
Die Kalibriereinrichtung 4 kann aus einzelnen in Extrusionsrichtung - Pfeil 6 - hintereinander angeordneten Kalibrierwerkzeugen gebildet und auf einer Aufnahmeplatte abgestützt und beispielsweise als Vakuumkalibrierung ausgebildet sein, wobei die Kalibrierung des extrudierten Gegenstandes 8 in bekannter Weise innerhalb der einzelnen Kalibrierwerkzeuge erfolgt. Dabei kann die Anordnung der Vakuumschlitze, der Kühlabschnitte und Kühlbohrungen sowie deren Anschlüsse und Versorgung gemäss dem bekannten Stand der Technik erfolgen. Diese Kalibrierung kann beispielsweise eine Kombination aus Trocken- und Nasskalibrierung bzw. nur eine vollständige Trockenkalibrierung umfassen. Weiters kann auch ein Zutritt von Umgebungsluft, ausgehend vom Extrusionswerkzeug 3 bis hin zum Austritt aus der Kalibriereinrichtung 4 vollständig verhindert werden.
Die Kühleinrichtung 5 für den aus der Kalibriereinrichtung 4 austretenden Gegenstand 8 umfasst eine Kühlkammer 16, welche durch ein vereinfacht dargestelltes Gehäuse gebildet ist und durch im Innenraum der Kühlkammer 16 angeordnete und vereinfacht dargestellte Stützblenden in unmittelbar aufeinanderfolgende Bereiche unterteilt ist. Es ist aber auch möglich, den Innenraum der Kühlkammer 16 auf einen gegenüber dem atmosphärischen Luftdruck liegenden Druck abzusenken.
Der Gegenstand 8 besteht bevorzugt zumeist aus einem thermoplastischen Kunststoff 17, welcher in Granulatform bzw. Pulverform in einem Aufnahmebehälter 18 des Extruders 2 bevorratet ist und mittels einer oder mehrerer Förderschnecken 19 innerhalb des Extruders 2 entsprechend erweicht bzw. plastifiziert und daran anschliessend aus dem Extrusionswerkzeug 3 ausgetragen wird. Es sind aber auch andere extrudierbare Werkstoffe, wie z.B. Polymerschmelzen, zur Herstellung des Gegenstandes 8 möglich.
Während des Durchtritts der plastifizierten Kunststoffmasse durch das Extrusionswerkzeug 3 wird diese je nach der gewünschten und zu erzielenden Raumform innerhalb demselben entsprechen dem bekannten Stand der Technik umgeformt und durch die Behandlungsvorrichtung 13 gesteuert abgekühlt bzw. eine gewisse Menge an Wärme entzogen, um ein Wandgleiten der Kunststoffmasse zu erzielen und somit ein Wandhaften derselben zu verhindern.
Dieser erweichte bzw. plastische Kunststoff 17 weist nach dem Austritt aus dem Extru-
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sionswerkzeug 3 eine durch das Extrusionswerkzeug 3 vorgegebene Querschnittsform auf, welche in der darin anschliessenden Kalibriereinrichtung 4 entsprechend kalibriert und/oder gekühlt wird, bis der zähplastische Gegenstand 8 oberflächlich soweit abgekühlt ist, sodass seine Aussenform stabil sowie in ihren Abmessungen entsprechend ausgebildet ist. Anschliessend an die Kalibriereinrichtung 4 durchläuft der Gegenstand 8 die Kühleinrichtung 5, um eine weitere Abkühlung und gegebenenfalls Kalibrierung zu erreichen, um die endgültige Querschnittsform des Gegenstandes 8 festzulegen.
Diese zusätzliche Zuordnung der Behandlungsvorrichtung 13 im Bereich des Extrusionswerkzeuges 3, insbesondere im Bereich der Düsenlippe 15, dient dazu, um bei der Herstellung des Gegenstandes 8 einen höheren Glanzgrad, bessere bzw. günstigere Festigkeitskennwerte sowie gegebenenfalls eine höhere Ausstossgeschwindigkeit bei einer Optimierung der Länge der Kühlstrecke zu erzielen. Dies erfolgt bevorzugt dadurch, dass dem Massenstrom, welcher Wandungen des Extrusionswerkzeuges 3 zugeordnet ist, während seinem Durchtritt durch das Extrusionswerkzeug 3 die zusätzlich zugeführte Wärme, die bedingt durch die hohen Durchtrittsdrücke und die damit verbundene Reibung als Reibungs- bzw. Friktionswärme entsteht, aus dessen Bereich vorbestimmbar bzw. einstellbar abgeführt wird.
In den Fig. 2 und 3 ist das Extrusionswerkzeug 3 mit einer möglichen und für sich gegebenenfalls eigenständigen Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung 13 in vergrössertem Massstab dargestellt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in der Fig. 1 verwendet werden.
Das Extrusionswerkzeug 3 weist einen dem Extruder 2 zugewandten Eintrittsbereich 20 sowie einen davon abgewendeten Austrittsbereich 21 auf, zwischen welchen sich zumindest ein Kanal 22 erstreckt. Dieser Kanal 22 dient zur Aufnahme einer aus dem Kunststoff 17 gebildeten und nur bereichsweise dargestellten Schmelze 23, welche ausgehend von einem gesamten Schmelzestrom auf einen bei diesem Ausführungsbeispiel gezeigten, in etwa kreisringförmigen Schmelzestrom aufgeweitet wird. Dazu ist im Extrusionswerkzeug 3 ein schematisch angedeuteter Kern 24 angeordnet, welcher die gewünschte Aufteilung des Schmelzegesamtstroms bewirkt.
Am Beginn des Aufweitungsbereichs des Schmelzestroms weist der Kanal 22 einen Kanalquerschnitt 25 auf, wobei in einem Kernbereich 26 eine den Kanal 22 begrenzende, als Innenwandung ausgebildete Wandung 27 sowie eine davon distanzierte und davon abgewandte als Aussenwandung ausgebildete Wandung 28 angeordnet ist. Wie weiters im Eintrittsbereich 20 für die Schmelze 23 dargestellt ist, teilt sich diese in einen den Kernbereich 26 und somit der inneren Wandung 27 zugewandten Schmelzeinnenstrom 29 sowie einen der äusseren Wandung 28 zugewandten Schmelzeaussenstrom 30 auf. Dabei ist der inneren Wandung 27 eine innere Oberfläche sowie der äusseren Wandung 28 eine äussere Oberfläche des Schmelzstranges zugeordnet.
Diese zuvor beschriebene Aufteilung der Schmelze 23 erfolgt bevorzugt nur bei Hohlkammerprofilen und ist selbstverständlich je nach herzustellendem Profilquerschnitt frei nach dem bekannten Stand der Technik wählbar.
Im Anschluss an den Aufweitungsbereich der Schmelze 23 schliesst sich ein Abschnitt 31 mit in etwa gleichen Kanalabmessungen, sowohl in bezug auf den Querschnitt als auch auf dessen Durchmesser, an. Dieser Abschnitt 31 kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass in diesem eine gute Durchmischung bzw. Homogenisierung der Schmelze 23 erfolgt. An diesen Abschnitt 31 kann sich ein Verengungsbereich 32 des Kanals 22 anschliessen, welcher mit einem sich abschnittsweise verengenden Kanalquerschnitt 33 ausgebildet ist, wobei im Austrittsbereich 21 des Extrusionswerkzeugs 3 der Querschnitt des Kanals 22 in etwa einer Wandstärke 34 des Gegenstandes 8 entspricht.
Das hier gezeigte Extrusionswerkzeug 3 ist aus mehreren, schematisch angedeuteten Bauteilen gebildet, wobei hier lediglich eine von vielen Möglichkeiten zur Ausbildung des Extrusionswerkzeuges 3 dargestellt ist. Dabei weist das Extrusionswerkzeug 3 eine Längsmittelachse 35 auf, welche sich ausgehend vom Eintrittsbereich 20 hin zum Austrittsbereich 21 erstreckt. Weiters ist das Extrusionswerkzeug 3 in Extrusionsrichtung - Pfeil 6 - gesehen in zumindest zwei Teilabschnitte 36,37 unterteilt, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel der erste Teilabschnitt 36 einen Düsenteil 38 und der zweite Teilabschnitt 37 einen weiteren, vom ersten Düsenteil 38 thermisch getrennten weiteren Düsenteil 39 darstellt.
Der erste Düsenteil 38 weist eine dem weiteren Düsenteil 39 zugeordnete und bevorzugt rechtwinkelig zur Längsmittelachse 35 ausgerichtete Anlagefläche 40 auf, an welcher sich bei diesem Ausführungsbeispiel der weitere Düsenteil 39 über schematisch, vereinfacht dargestellte Vorsprünge 41, 42 zumindest bereichsweise abstützt.
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Die Vorsprünge 42 sind derart ausgebildet, dass sie einen Teil der äusseren Wandungen 28 bilden, wodurch die Schmelze 23 bzw. der durch das Extrusionswerkzeug 3 hindurchtretende Schmelzestrom begrenzt ist. Zwischen den beiden über eine Fläche 43 vorragenden Vorsprünge 41, 42 sowie der Anlagefläche 40 bildet sich ein Hohlraum 44, z. B. in Form eines Luftspaltes aus, wodurch in diesem Bereich eine thermische Trennung der beiden Düsenteile 38,39 bis auf eine minimale Anlagefläche im Bereich der Vorsprünge 41,42 erreicht wird. Diese thermische Trennung bzw.
Isolierung der beiden Düsenteile 38,39 voneinander ist deshalb von grosser Bedeutung, da so zumindest einzelne der Wandungen 27,28 des Kanals 22 im zweiten Teilabschnitt 37 des Extrusionswerkzeuges 3 auf eine unterschiedliche Temperatur gegenüber der Wandungen 27,28 des ersten Teilabschnittes 36 gebracht werden können, ohne dass eine gewisse Wärmemenge vom ersten Düsenteil 38 hin zum weiteren Düsenteil 39 weitergeleitet werden kann.
Bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist sowohl den inneren Wandungen 27 als auch den äusseren Wandungen 28 des Düsenteils 39 je eine Wärmeentzugsvorrichtung 45 bis 48 zugeordnet, welche hier nur schematisch vereinfacht dargestellt sind. Diese Wärmeentzugsvorrichtungen 45 bis 48 können z. B. durch Fliesskanäle, Durchflussleitungen, usw. in den unterschiedlichsten Querschnittsformen gebildet sein, wobei sowohl die Ausbildung als auch die Anordnung derselben frei nach dem bekannten Stand der Technik erfolgen kann. Die einzelnen Wärmeentzugsvorrichtungen 45 bis 48 stehen jeweils über ebenfalls schematisch vereinfacht dargestellte Leitungen 49, 50 mit nicht näher dargestellten Versorgungseinrichtungen zur Zu- bzw. Abfuhr eines Temperiermediums in Leitungsverbindung. Dabei stellt jeweils die Leitung 49 eine Zuleitung und die Leitung 50 eine Ableitung dar.
Aufgrund unterschiedlicher Anordnungen bzw. Beschickung der Leitungen 49,50 ist in den Wärmeentzugsvorrichtungen 45 bis 48 eine im Bezug zum hindurchtretenden Schmelzestrom unterschiedliche Durchströmrichtung zu erzielen. Diese Durchströmrichtung kann frei gewählt werden und ist vom jeweiligen Verfahrensablauf sowie dem zu erzielenden Kühleffekt abhängig.
So ist es möglich, jedem der einzelnen Schmelzeteilströme im Kanal 22 innerhalb der Wärmeentzugsvorrichtungen 45 bis 48 zueinander eine gleiche und/oder gegengleiche Durchströmrichtung des Temperiermediums zuzuordnen. Weiters kann die Temperatur des Temperiermediums zueinander gleich und/oder ungleich bzw. unterschiedlich gewählt werden. Dadurch können die einzelnen Wandungen 27,28 des Kanals 22 im Düsenteil 39 auf eine zueinander gleiche und/oder ungleiche Temperatur verbracht werden, wodurch eine noch feinfühligere Abstimmung für das zu erzielende Wandgleiten erfolgen kann.
So ist bei diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, dass die beiden Wärmeentzugsvorrichtungen 45,47 entgegen der Extrusionsrichtung - Pfeil 6 - vom Temperiermedium durchströmt werden, wobei hingegen die beiden Wärmeentzugsvorrichtungen 46,48 in Extrusionsrichtung - Pfeil 6 vom Temperiermedium durchströmt werden. Es ist aber auch möglich, jedem Schmelzeteilstrom im Kanal 22 innerhalb der Wärmeentzugsvorrichtungen 45 bis 48 zueinander jeweils eine gegengleiche Durchströmrichtung des Temperiermediums zuzuordnen. Somit ist es nunmehr möglich, zumindest einzelnen sowie gegebenenfalls allen Wandungen 27,28 des Düsenteils 39 auf eine niedrigere Temperatur gegenüber den Wandungen 27,28 des ersten Teilabschnittes 36 im Düsenteil 38 zu verbringen bzw. auf dieser zu halten.
Dabei wird bevorzugt eine Temperaturdifferenz von 1 C und 100 C, bevorzugt von 3 C und 40 C, gegenüber den Wandungen 27,28 im ersten Teilabschnitt 36 gewählt. Es ist aber auch eine Temperaturdifferenz zwischen 1 C und 20 C zwischen den Wandungen 27,28 der beiden Düsenteile 38, 39 möglich.
Besonders vorteilhaft hat sich aber auch eine Temperaturdifferenz zwischen den beiden Teilabschnitten 36,37 in einem Temperaturbereich zwischen 50 C und 400 C, bevorzugt zwischen 70 C und 320 C, erwiesen, da dadurch einerseits das Wandgleiten sehr rasch begünstigt wird und andererseits bereits beim Austritt der Extrusionsmasse aus dem Extrusionswerkzeug 3 eine gewisse Verfestigung in den Randzonen des Extrudates erfolgt.
Bedingt durch diese niedriger gewählte Temperatur der Wandungen 27,28 im Düsenteil 39 wird ein Wandgleiten des Schmelzestromes aus dem plastifizierten Kunststoff im Austrittsbereich 21 des Extrusionswerkzeuges 3, z. B. bei Werkstoffen wie PVC (Polyvinylchlorid), Polymerschmelzen usw. begünstigt. Dabei hat sich eine Temperatur, insbesondere bei PVC (Polyvinylchlorid), des zweiten Teilabschnittes 37 von zumindest gleich oder kleiner 190 C als vorteilhaft erwiesen. Durch die zuvor beschriebenen und unterschiedlich gewählten Temperaturen bzw. Temperaturdifferenzen
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der einzelnen Wandungen 27,28 in den beiden Teilabschnitten werden durch die Wahl der Temperatur des Temperiermediums beeinflusst. Je nach ausgewähltem Medium kann dabei die Temperatur zwischen -30 C und +150 C betragen.
Es sind aber auch Temperaturen bei Verwendung von flüssigem Stickstoff bzw. flüssigem Helium zwischen 0 C und -196 C bzw. -269 C zu erreichen. Dadurch wird eine sehr rasche Einfrierung der extrudierten Masse im Austrittsbereich 21 aus dem Extrusionswerkzeug 3 erzielt.
Es ist aber auch möglich, die Wärmeentzugsvorrichtung 45 bis 48 durch zumindest einen einer der Wandungen 27,28 des Kanals 22 oder der Kanäle 22 zugeordneten Fliesskanal und/oder eine Durchflussleitung im Düsenteil 39 zu bilden. Unabhängig davon kann aber auch jeder der einzelnen Wandungen 27,28 des Kanals 22 oder der Kanäle 22 im Düsenteil 39 die Wärmeentzugsvorrichtung 45 bis 48 in Form von Fliesskanälen und/oder Durchflussleitungen zugeordnet sein.
Um auch im Bereich des Kerns 24 eine thermische Trennung und somit eine Wärmeweiterleitung, ausgehend vom ersten Teilabschnitt 36 hin zum zweiten bzw. weiteren Teilabschnitt 37 zu verhindern, ist auch ein Kernteil 51 im zweiten Teilabschnitt 37 des Extrusionswerkzeuge 3, zumindest bereichsweise, über einen bevorzugt rundum durchlaufend ausgebildeten Vorsprung 52 an einer Anlagefläche 53 des Kerns 24 abgestützt und über nicht näher dargestellte Haltemittel an diesem gehaltert. Der Vorsprung 52 ragt über eine Fläche 54 in Richtung des Kerns 24 vor, wodurch sich wiederum zwischen der Fläche 54, dem Vorsprung 52 sowie der Anlagefläche 53 ein Hohlraum 55 ausbildet.
Bedingt durch die minimalen Anlageflächen der einzelnen Vorsprünge 41,42 sowie 52 an den Anlageflächen 40,53 ist einerseits eine exakte Ausrichtung des Düsenteils 39 sowie Kernteils 51 in Bezug zum Düsenteil 38 bzw. Kern 24 möglich und andererseits durch die Anordnung der Hohlräume 44,55 ein direkter Wärmeübergang, ausgehend vom ersten Teilabschnitt 36 hin zum zweiten Teilabschnitt 37 nahezu unterbunden. Die hier dargestellte thermische Trennung der beiden Teilabschnitte 36,37 voneinander erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel durch den dazwischenliegenden Hohlraum, welcher bevorzugt mit Luft befüllt ist. Es wäre aber unabhängig davon auch möglich, die Hohlräume 44,55 mit einem thermischen Trennmittel, wie z. B. einer Flüssigkeit, einem Gelee, einem Feststoff bzw. einer Mischung daraus zu befüllen bzw. auch ein eigenes Kühlmedium hindurchzuleiten.
Zur Erzielung, Überwachung sowie Regelung einer optimalen Temperaturdifferenz zwischen den Wandungen 27,28 des ersten Teilabschnittes 36 und den Wandungen 27,28 des zweiten Teilabschnittes 37 ist es zusätzlich noch möglich, im Bereich des Kanals 22 zwischen dem Eintrittsbereich 20 und dem Austrittsbereich 21 zumindest einen, bei Bedarf auch mehrere, Messwertgeber 56, wie z. B.
Sensoren oder dgl. zur Ermittlung von Temperatur und/oder Druck und/oder Fliessgeschwindigkeit anzuordnen und über schematisch vereinfacht dargestellte Leitungen 57 mit einer nicht näher dargestellten Steuer- und/oder Regelvorrichtung in Leitungsverbindung zu bringen, welche die von den Messwertgebern 56 ermittelten Daten entsprechend auswertet und aufgrund dieser Auswertung entsprechende Signale an die Versorgungseinrichtung der Wärmeentzugsvorrichtungen 45 bis 48 weiterleitet, wodurch eine entsprechende Zu- bzw. Abfuhr des Temperiermediums erfolgt, um die vorbestimmbare bzw. voreinstellbare Temperaturdifferenz zwischen dem Düsenteil 38 und dem weiteren Düsenteil 39 sicherzustellen.
In den Fig. 4 und 5 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Extrusionswerkzeuges 3 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 verwendet werden.
Bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Extrusionswerkzeug 3 für einen in etwa C-förmigen Gegenstand, bei welchem wiederum der weitere Düsenteil 39 thermisch getrennt bzw. isoliert vom ersten Düsenteil 38 ist. Im Düsenteil 39 sind wiederum die einzelnen Wärmeentzugsvorrichtung 45 bis 48 den Wandungen 27 bzw. 28 zugeordnet, um diese gegenüber den diesen vorgeordneten Wandungen 27,28 im ersten Teilabschnitt 36 auf einer geringeren Temperatur zu halten bzw. auf diese zu verbringen. Die Anordnung, Ausbildung sowie Versorgung der einzelnen Wärmeentzugsvorrichtungen 45 bis 48 mit dem Temperiermedium kann gemäss der Beschreibung in den Fig. 2 und 3 erfolgen.
Zur thermischen Trennung der beiden Düsenteile 38, 39 voneinander ist zwischen diesen eine isolierende Zwischenlage 58 angeordnet, um einen Wärmeübertritt, ausgehend vom ersten Teilabschnitt 36 hin zum weiteren Teilabschnitt 37, zu minimieren bzw. völlig zu verhindern.
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Weiters ist hier gezeigt, dass jene Oberflächenabschnitte der Zwischenlage 58, welche dem Kanal 22 zugewandt sind, hier ebenfalls Wandungen 27,28 desselben ausbilden, wodurch hier eine vollständige, thermische Trennung bzw. Isolierung der beiden Düsenteile 38,39 voneinander erfolgt.
Weiters ist hier im Düsenteil 39 dargestellt, dass der Kanal 22 im Teilabschnitt 37 - also im Düsenteil 39 - ausgehend vom Kanalquerschnitt 33 hin zu einem weiteren Kanalquerschnitt 59, im Bereich der Düsenlippe 15, insbesondere stetig bzw. gleichmässig verjüngend bzw. abnehmend ausgebildet ist. Aufgrund der Verkleinerung des Kanalquerschnittes 33,59 und/oder der Zuordnung der einzelnen Wärmeentzugsvorrichtungen 45 bis 48 im Düsenteil 39 erfolgt eine zusätzliche Unterstützung zum Wandgleiten der Schmelze aus dem plastifizierten Kunststoff im Bereich der Wandungen 27,28 im Teilabschnitt 37.
In der Fig. 6 ist ein Teil des Kanals 22 in einem Extrusionswerkzeug 3 in vergrössertem Massstab gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 5 verwendet werden. Das in dieser Figur dargestellte Extrusionswerkzeug 3 entspricht einer bislang bekannten Ausführungsform, bei welcher die erfindungsgemässe Behandlungsvorrichtung nicht eingesetzt ist, um die Problematik der zueinander unterschiedlichen Fliessgeschwindigkeiten in einzelnen Kanalabschnitten erläutern bzw. beschreiben zu können.
Dieser Teilbereich des Kanals 22 befindet sich im Austrittsbereich 21 des Extrusionswerkzeuges 3, wobei der Kanal 22 durch die beiden Wandungen 27,28 begrenzt ist. Weiters ist noch vereinfacht dargestellt, dass das Extrusionswerkzeug 3 aus dem ersten Düsenteil 38 sowie dem weiteren Düsenteil 39 gebildet ist, welche die Teilabschnitte 36, 37 des Kanals 22 ausbilden.
Wie weiters aus dieser Darstellung zu ersehen ist, weist der Kanal 22 im Bereich des ersten Düsenteils 38 den grösseren Kanalquerschnitt 33 gegenüber dem weiteren und gegenüber diesem kleiner ausgebildeten Kanalquerschnitt 59 im Austrittsbereich 21 auf. Bedingt durch diese Änderung des grösseren Kanalquerschnitts 33 hin zu dem kleineren Kanalquerschnitt 59 tritt eine Geschwindigkeits- und/oder Temperatur- und/oder Druckänderung des durch den Kanal 22 hindurchtretenden Schmelzestroms auf, wobei in schematisch vereinfacht dargestellten Fliessgeschwindigkeitsdiagrammen die Änderung bzw. Unterschiede zueinander dargestellt sind.
So ist im ersten in Extrusionsrichtung - gemäss Pfeil 6 - gesehenen Diagramm 60 zu ersehen, dass im Bereich der Wandungen 27,28 die Fliessgeschwindigkeit der hindurchtretenden Schmelze in etwa den Wert null aufweist und die Geschwindigkeit ausgehend von den beiden Wandungen 27,28 in Richtung eines Mittelbereichs 61 bis zum Erreichen einer maximalen Fliessgeschwindigkeit stetig zunehmend ausgebildet ist. Ausgehend von einer Basislinie 62 ist die unterschiedliche Fliessgeschwindigkeit der einzelnen Schmelzeteilströme durch vereinfacht und unterschiedlich lang dargestellte Pfeile 63 angedeutet, wodurch sich im grösseren Kanalquerschnitt 33 eine Kurve 64 für die Fliessgeschwindigkeit des Schmelzestroms ausbildet.
Ausgehend von der Basislinie 62 weist somit der Schmelzestrom im Mittelbereich 61 des Kanals 22 einen maximalen Wert 65 auf, welcher von den unterschiedlichsten Faktoren, wie z. B. der Temperatur, der Schmelzezusammensetzung, dem Kanalquerschnitt, der Fliessgeschwindigkeit und vielem mehr, abhängig ist. Somit führt dies im Bereich der beiden Wandungen 27,28 zu einem Stillstand der äussersten Randschichten des Schmelzestroms, wodurch sich für das Wandgleiten ein Wert von 0 % bzw. für das Wandhaften ein Wert von 100 % ergibt.
Im Kanal 22 des weiteren Düsenteils 39 ist ein weiteres Diagramm 66 für die Fliessgeschwindigkeit des Schmelzestroms gezeigt, wobei wiederum ausgehend von einer Basislinie 67 mit der Darstellung von unterschiedlichen Fliessgeschwindigkeiten gemäss den Pfeilen 68 eine Kurve 69 ausgebildet wird, welche wiederum in dem Bereich der Wandungen 27,28 den Wert null für die Fliessgeschwindigkeit aufweist. Im Mittelbereich 61 des Kanals 22 bildet sich wiederum ein maximaler Wert 70 für die Grösse der Fliessgeschwindigkeit aus. Dieser Wert 70 ist aufgrund der Verringerung des Kanalquerschnittes 59 im weiteren Düsenteil 39 grösser als der Wert 65 im Diagramm 60.
Diese Erhöhung der Fliessgeschwindigkeit ist bedingt durch die Querschnittsänderung des Kanals 22, wodurch bezogen auf eine gleiche Zeiteinheit in etwa die gleiche Menge an plastifiziertem Kunststoff durch den Kanal 22 hindurchbewegt wird.
Unmittelbar im Anschluss an den Austritt des Kunststoffmaterials aus der Düsenlippe 15 erfolgt im Bereich der zuvor den Wandungen 27,28 zugewandten Schmelzeteilströme ein Ausgleich der Fliessgeschwindigkeiten zwischen den einzelnen Schmelzeteilströmen, wie dies in einem weiteren
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Diagramm 71 schematisch vereinfacht dargestellt ist. Ausgehend von einer Basislinie 72 ist mit gleich langen Pfeilen 73 eine gleichmässige Fliessgeschwindigkeit des Schmelzestroms über dessen gesamten Querschnitt dargestellt.
Diese in der Fig. 6 beschriebenen und dargestellten unterschiedlichen Fliessgeschwindigkeiten innerhalb eines Querschnittes des Schmelzestroms führen zu Verschiebungen bzw. Verlagerungen einzelner Schmelzeteilströme gegeneinander, wodurch ein Aufbau von Spannungen innerhalb der Schmelze hervorgerufen wird. Das Auftreten der zueinander in einem Kanalquerschnitt unterschiedlichen Fliessgeschwindigkeiten wird durch den Anteil des Wandgleitens bzw. Wandhaftens des Schmelzestroms an den Wandungen 27,28 hervorgerufen. Die in den beiden Diagrammen 60, 66 dargestellten Kurven 64,69 können die unterschiedlichsten Formen aufweisen, wobei sich jedoch bevorzugt eine parabelförmige Geschwindigkeitskurve bei den hier dargestellten Diagrammen 60,66 ausbildet.
In der Fig. 7 ist ein weiteres Diagramm 74 für die Fliessgeschwindigkeit des Schmelzestroms im Kanal 22 des Extrusionswerkzeuges 3 mit einer erfindungsgemässen Behandlungsvorrichtung 13 gezeigt, aus welchem zu ersehen ist, dass über den gesamten Kanalquerschnitt 33 bzw. 59 ausgehend von einer Basislinie 75 zwischen den beiden Wandungen 27,28 des Kanals 22 innerhalb des Schelzstromes die gleiche Fliessgeschwindigkeit, wie dies schematisch gemäss den Pfeilen 76 dargestellt ist, auftritt. Bedingt durch diese gleichmässige Fliessgeschwindigkeit über den gesamten Kanalquerschnitt ist es notwendig, dass zwischen den Wandungen 27,28 des Kanals 22 und der durch diesen hindurchtretenden Schmelze aus Kunststoff ein bevorzugt 100 %iges Wandgleiten erfolgt.
Dadurch wird während des Durchtritts der Kunststoffschmelze durch den Kanal 22 eine Verlagerung der einzelnen Teilströme zueinander verhindert, wodurch ein Aufbau von inneren Spannungen vermieden wird. Weiters wird dadurch auch noch das zuvor in der Fig. 6 beschriebene Aufquellen des Kunststoffmaterials im unmittelbaren Anschluss an den Austritt aus der Düsenlippe 15 aufgrund der über den Querschnitt des Gegenstandes 8 bereits während dem Durchtritt durch den Düsenteil 39 herrschenden gleichmässigen Fliessgeschwindigkeit vermieden.
Allgemein sei festgehalten, dass das Phänomen des Wandgleitens bzw. Wandhaftens von den verwendeten Werkstoffen, den Verarbeitungsparametern, wie z. B. der Temperatur, den Wandschubspannungen, der Fliessgeschwindigkeit, der Ausbildung des Kanalquerschnittes usw. abhängig ist. Weiters ist das Wandgleiten bzw. Wandhaften auch noch vom k-Wert des Kunststoffes, von der Gleitmittelabstimmung, den beigefügten Stabilisatoren, den Füllstoffen sowie einer gegenseitigen Wechselwirkung und gegebenenfalls einer Überschneidung der zuvor genannten Punkte abhängig. Werden beispielsweise PVC-Mischungen mit den unterschiedlichsten Zusätzen, welche in Prozessadditive bzw. Funktionsadditive unterteilt werden können, verwendet, spielt die Verarbeitungstemperatur eine wesentliche Rolle, bei welcher es zu einem Wandgleiten des plastifizierten Kunststoffes an den Kanalwandungen kommt.
Den Prozessadditiven sind beispielsweise PVCStabilisatoren, Antioxidantien, Gleitmittel, Formtrennmittel zuzuordnen. Zu den Funktionsadditiven zählen beispielsweise Antioxidantien, Lichtschutzmittel, Metalldesaktivatoren, Flammschutzmittel, Farbmittel, optische Aufheller, Weichmacher, Schlagzähverbesserer, Füll- und Verstärkungsstoffe, Treibmittel, Nukleierungsmittel, Antistatika, Biostabilisatoren, usw. Diese zuvor genannten Additive beeinflussen - je nach Zusatz sowie Mengenverhältnis - zusätzlich noch das Wandgleiten. Eine wesentliche Rolle zur Begünstigung des Wandgleitens stellt die gewählte Temperatur im Austrittsbereich dar, wobei z. B. bei PVC ein Wandgleiten bei einer bevorzugten Temperatur von kleiner 190 C auftritt. Aufgrund einer zumeist höher gewählten Prozesstemperatur ist dadurch ein gewisser Anteil bzw. ein vollständiges Wandhaften vorbestimmt.
Je höher bzw. grösser die Temperatur wird, desto höher ist der Anteil des Wandhaftens für eine bestimmte Mischung aus PVC. Dabei ist der Anteil des Wandhaftens eine Funktion der gewählten Temperatur.
Weiters unterscheidet man noch zusätzlich beim Werkstoff PVC zwischen einem Hart- und einem Weich-PVC, wobei bevorzugt wirtschaftliche Ausstossleistungen bei Werkstoffen aus HartPVC mit branchenüblichen Profilmischungen zur Fensterprofilherstellung in einem k-Wert-Bereich zwischen 65 und 70, bevorzugt 68, erzielt werden können, wobei der k-Wert eine Kennzahl für das Molekulargewicht des Kunststoffes darstellt.
Selbstverständlich können aber auch andere Werkstoffe, wie beispielsweise Polymermischungen zum Herstellen von geschäumten Produkten verwendet werden, bei welchen ebenfalls ein hoher Anteil bzw. ein vollständiges Wandgleiten an den Wandungen des Kanals erzielt werden
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kann. Aufgrund des gesteuerten Wandgleitens des Schmelzestroms an den Kanalwandungen wird, wie bereits eingangs beschrieben, ein nahezu verschiebungsfreier Austritt der Randbereiche bzw. der Randschichten des Schmelzestroms in Bezug zu den mittleren Lagen bzw. Schichten erreicht.
Dadurch wird auch ein höherer Glanzgrad der Oberfläche von derartig hergestellten Gegenständen erzielt, wodurch bei einer geringeren Oberflächenrauhigkeit eine geringere Verschmutzung bzw.
Schmutzaufnahme erfolgt und während der Einsatzdauer dabei eine bessere Reinigung derselben zu erzielen ist.
Weiters ist dabei auch unabhängig davon ein Verfahren zur Behandlung einer Schmelze aus einem plastifizierten Kunststoff, bei dem der Kunststoff und/oder die Polymermischung plastifiziert wird, danach während dem Durchtritt durch eine Extrusionseinrichtung zwischen einem Eintrittsbereich und einem Austrittsbereich auf die gewünschte Querschnittsform, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Homogenisierung, zu einem einen Querschnittsbereich zumindest teilweise umhüllenden Schmelzestrang umgeformt wird, vorteilhaft. Dabei wird dem Schmelzestrang zumindest in Teilbereichen seiner Querschnittsform im Austrittsbereich aus der Extrusionseinrichtung eine vorbestimmbare Wärmemenge entzogen.
Dadurch werden zumindest einzelne Teilmengen des Schmelzestranges gegenüber diesen in Extrusionsrichtung vorgeordneten Teilmengen des Schmelzestranges auf eine geringere, das Wandgleiten zumindest einer Teilmenge des Schmelzestranges der Schmelze an einzelnen Kanalwandungen bewirkende Temperatur abgekühlt.
Es ist aber auch möglich, dass der gesamte Schmelzestrang im Austrittsbereich aus der Extrusionseinrichtung zumindest im Kontaktbereich mit den Kanalwandungen gegenüber dem diesem in Extrusionsrichtung vorgeordneten Schmelzestrang auf eine gegenüber diesem geringere Temperatur verbracht wird, wodurch ein gleichmässigeres Extrusionsergebnis erzielbar ist.
Abschliessend sei noch darauf hingewiesen, dass die zuvor beschriebene Behandlungsvorrichtung 13 sowohl in Verbindung mit einer Extrusionsanlage 1 als auch in Kombination mit einer Spritzgiessanlage einsetzbar ist.
Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Extrusionswerkzeuges mit der Behandlungsvorrichtung dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmassstäblich verzerrt und vergrössert dargestellt wurden. Es können auch einzelne Merkmale der in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten Merkmalskombinationen jeweils für sich eigenständig erfindungsgemässe Lösung bilden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1; 2,3; 4,5; 6 ; 7 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemässen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemässen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
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