AT413676B - Vorrichtung zum kalibrieren eines extrudierten, wenigstens eine längsnut bildenden kunststoffprofils - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines extrudierten, wenigstens eine Längsnut bildenden Kunststoffprofils mit einem den aus einer formgebenden Profildüse austretenden Profilstrang aufnehmenden Kalibrierkörper, der einen in Durchlaufrichtung des Profilstranges verlaufenden, in die Längsnut des Profilstranges eingreifenden Formansatz mit 5 einem Kühlkanal sowie quer zum Formansatz verlaufende, dessen Kühlkanal kreuzende Kühlmittelbohrungen aufweist.

Beim Extrudieren eines Kunststoffprofils wird der aus einer formgebenden Profildüse austretende, heiße Profilstrang kalibriert und gekühlt. Diese Kühlung ist insbesondere im Einlaufbereich io der Kalibriervorrichtung von besonderer Bedeutung, weil die Reibung zwischen dem heißen Profilstrang und dem diesen Profilstrang aufnehmenden Kalibrierkörper von der Temperatur des Kalibrierkörpers im Bereich der sich an den Profilstrang anlegenden Kalibrierflächen abhängt. Steigt diese Temperatur über einen kritischen Wert von üblicherweise 50 bis 70°C an, so übersteigen die Reibungskräfte die Zugfestigkeit des noch nicht erstarrten Profilstranges, der dann 15 nicht mehr abgezogen werden kann. Der den heißen Profilstrang aufnehmende Kalibrierkörper muß folglich vor allem im Einlaufbereich gut gekühlt werden, was naturgemäß dort Schwierigkeiten macht, wo der Querschnitt des Kalibrierkörpers keine großzügig bemessenen Kühlkanäle zuläßt. Dies ist immer dann der Fall, wenn das extrudierte Kunststoffprofi! Längsnuten mit einem vergleichsweise kleinen Querschnitt aufweist, in die zur Kalibrierung ein in Durchlaufrich-20 tung verlaufender Formansatz des Kalibrierkörpers eingreift. Diese Formansätze müssen zur Ausbildung von Kühlkanälen und deren Anschlüssen aufwendig gebohrt werden, wobei für einen gesonderten Kühlkreislauf zu sorgen ist, weil aufgrund des kleinen Strömungsquerschnittes die Kühlkanäle nicht parallel zu den üblichen Kühlmittelbohrungen größeren Querschnitts geschaltet werden können, ohne die erforderliche Zwangsumlaufströmung im Bereich dieser 25 Kühlkanäle zu gefährden. Die Kühlkanäle im Bereich von Formansätzen des Kalibrierkörpers weisen aufgrund ihres kleinen Querschnitts ja einen erheblich größeren Strömungswiderstand als die üblichen Kühlmittelbohrungen größeren Querschnitts auf.

Die Kühlkanäle mit ihren gesonderten Anschlüssen im Bereich der Formansätze des Kalibrier-30 körpers sind nicht nur hinsichtlich der Konstruktion, sondern auch bezüglich der Wartung aufwendig. Aufgrund unvermeidbarerer Verunreinigungen des Kühlmittels, üblicherweise Wasser, kann es zu einer Verengung des Strömungsquerschnittes und damit zu einer unzureichenden Kühlung der Formansätze kommen. Dies bedeutet, daß die Kühlkanäle im Bereich der Formansätze regelmäßig geöffnet werden müssen, was bei den vorgesehenen, stirnseitigen Verschlüs-35 sen aufwendig ist, weil diese Verschlüsse aus eingepreßten oder eingeklebten Verschlußpfropfen bestehen, die beim Entfernen unbrauchbar werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines extrudierten Kunststoffprofils der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß der mit dem 40 Vorsehen von Kühlkanälen im Bereich der Formansätze erforderliche Konstruktionsaufwand deutlich verringert werden kann. Außerdem soll die Wartung dieser Kühlkanäle vereinfacht werden.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der an beiden Stirnseiten offene Kühlka-45 nal über einen durchgehenden Schlitz mit einer den Kalibrierkörper in Durchlaufrichtung durchsetzenden, sich in den Bereich der Kühimitteibohrungen erstreckenden Aufnahmeausnehmung für von den offenen Stirnseiten einführbare Verschlußstücke verbunden ist, die Anschlußöffnungen zur Strömungsverbindung zwischen dem Kühlkanal und den zugehörigen Kühlmittelbohrungen bilden. 50

Da der Kühlkörper zufolge dieser Maßnahmen keiner aufwendigen Anschlußbohrungen für den Kühlkanal bedarf - die Verbindung zwischen dem Kühlkanal und den den Kühlkanal mit Abstand kreuzenden Kühlmittelbohrungen wird ja durch gesonderte Verschlußstücke erreicht -, ergibt sich eine vergleichsweise einfache Herstellung des Kühlkanals gemeinsam mit dem Verbin-55 dungsschlitz zur Aufnahmeausnehmung für die Verschlußstücke aufgrund des in Durchlaufrich- 3

AT 413 676 B tung des Profilstranges durchgehenden Verlaufs dieser Öffnungen, die somit zugleich mit den Kalibrierflächen und dem Formansatz beispielsweise durch eine Drahterosion hergestellt werden können. Der Umstand, daß sich die Verschlußstücke in den Bereich der für die Zu- und Abfuhr des Kühlmittels vorgesehenen Kühlmittelbohrungen erstrecken, macht die Verbindung 5 des Kühlkanals im Formansatz des Kalibrierkörpers mit den Kühlmittelbohrungen über die Verschlußstücke einfach, weil die Verschlußstücke lediglich entsprechende Anschlußöffnungen zur Strömungsverbindung zwischen dem Kühlkanal und den zugehörigen Kühlmittelbohrungen aufweisen müssen. Dazu kommt, daß mit den Verschlußstücken die offenen Stirnseiten der durch den Kühlkanal, den Verbindungsschlitz und die Aufnahmeausnehmung für die io Verschlußstücke gebildeten Durchtrittsöffnung des Kalibrierkörpers verschlossen wird, was vorteilhafte Montagebedingungen schafft.

Um dieser Schließfunktion der Verschlußstücke vorteilhaft zu entsprechen, können die Verschlußstücke einen in die Aufnahmeausnehmung eingreifenden Formkörper mit einer äuße-15 ren, den Kühlkanal, die Aufnahmeausnehmung und den Schlitz zwischen Kühlkanal und Aufnahmeausnehmung nach außen verschließenden Stirnwand aufweisen. Ist diese Stirnwand mit einem umlaufenden, sich nach außen konisch erweiternden Randsteg versehen, so ergibt sich beim Einpressen der Stirnwand in die zugehörige Öffnung des Kalibrierkörpers ein flüssigkeitsdichter Abschluß, ohne zusätzliche Dichtungsmaßnahmen treffen zu müssen. 20

Enden die Kühlmittelbohrungen für die Zu- und Abfuhr des Kühlmittels zum Kühlkanal im Bereich der Aufnahmeausnehmung für die Verschlußstücke, so wird über die Anschlußöffnungen der in die Aufnahmeausnehmung eingesetzten Verschlußstücke eine Umlaufströmung durch den Kühlkanal erreicht. Diese Umlaufströmung wird allerdings gefährdet, wenn die Kühlmittel-25 bohrung für die Kühlmittelzufuhr die Aufnahmeausnehmung durchsetzt, um auch andere Teile des Kalibrierkörpers mit Kühlmittel zu versorgen. In diesem Fall findet nämlich eine Strömungsaufteilung entsprechend den herrschenden Strömungswiderständen statt, was zu einer Unterversorgung des Kühlkanals mit Kühlmittel im Formansatz führt. Zur Anpassung der unterschiedlichen Strömungswiderstände im Bereich der Kühlmittelbohrungen und des Kühlkanals können 30 die Formkörper der Verschlußstücke im Durchtrittsbereich von die Aufnahmeausnehmung durchsetzenden Kühlmittelbohrungen Einsätze tragen, die den Durchfluß durch die Kühlmittelbohrungen steuern. Mit einem eine entsprechende Drosselstelle für die zugehörige Kühlmittelbohrung bildenden Einsatz kann somit ein Abgleich der Strömungswiderstände mit der Wirkung erzielt werden, daß sich die Kühlmittelströmung in einem gewünschten Verhältnis auf den Kühl-35 kanal und den weiterführenden Abschnitt der Kühlmittelbohrung aufteilt.

Durch solche Einsätze für die Verschlußstücke im Bereich des Durchtrittes der Kühlmittelbohrungen durch die Aufnahmeausnehmungen des Kalibrierkörpers kann aber auch zusätzlich ein Zwischenausgang der Anschlußöffnungen der Verschlußstücke gesteuert werden, so daß 40 beispielsweise der Ablauf des Kühlkanals im Formansatz des Kalibrierkörpers mit einer die Aufnahmeausnehmung für die Verschlußstücke durchsetzenden Kühlmittelbohrung verbunden oder gegenüber dieser Kühlmittelbohrung abgesperrt wird, um einen Anschluß an eine weitere Kühlmittelbohrung zu ermöglichen. 45 Zur Kühlung des Formansatzes des Kalibrierkörpers ist für eine ausreichende Durchströmung des Kühlkanais mii Kühlmittel zu sorgen. Da der Kühlkanal mit der Aufnahmeausnehmung für die Verschlußstücke durch einen Verbindungsschlitz verbunden ist, kann sich in Abhängigkeit von den Strömungsbedingungen innerhalb des Verbindungsschlitzes eine zum Kühlkanal parallele Kühlmittelströmung ausbilden, die unter Umständen die Kühlung des Formansatzes beein-50 trächtigt. Um diese parallele Kühlmittelströmung durch den Verbindungsschlitz zu unterbinden, können die Formkörper der Verschlußstücke in den Verbindungsschlitz zum Kühlkanal ragende Stege aufweisen. Bei größeren Abständen zwischen den stirnseitigen Verschlußstücken kann sich auch über die Aufnahmeausnehmung für die Verschlußstücke eine zum Kühlkanal parallele Kühlmittelströmung ausbilden. Um dies zu unterbinden, kann in die Aufnahmeausnehmung 55 des Kalibrierkörpers zwischen den Verschlußstücken ein Füllstück eingesetzt werden. 4

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Wie bereits ausgeführt wurde, kann über die Verschlußstücke und über gegebenenfalls in den Verschlußstücken vorgesehene, vorzugsweise auswechselbare Einsätze die jeweils erforderliche Verbindung zwischen den Kühlmittelbohrungen im Kühlkörper und dem Kühlkanal im Formansatz hergestellt werden, ohne daß es hiefür eines zusätzlichen Konstruktionsaufwandes 5 bedarf. Damit wird es auch möglich, die Anschlußöffnung des dem Ablaufende des Kühlkanals zugeordneten Verschlußstückes mit einer gesonderten Kühlmittelbohrung zur Kühlmittelabfuhr zu verbinden, um anhand des aus dieser Kühlmittelbohrung abfließenden Kühlmittels die ordnungsgemäße Durchströmung des Kühlkanals mit Kühlmittel überwachen zu können. io In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kalibrieren eines extrudierten Kunststoffprofils in einer stirnseitigen Ansicht des den Profilstrang aufnehmenden Kalibrierkörpers,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie ll-ll der Fig. 1 in einem größeren Maßstab, 15 Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie lll-lll der Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2,

Fig. 5 ein Verschlußstück in einer zum Teil aufgerissenen Seitenansicht und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie Vl-Vl der Fig. 5. 20 Wie der Fig. 1 entnommen werden kann, weist die Kalibriervorrichtung einen Kalibrierkörper 1 auf, der den aus einer formgebenden Profildüse austretenden Profilstrang 2 eines Kunststoffprofils aufnimmt. Die Durchtrittsöffnung für den Profilstrang 2 wird dabei durch Kalibrierflächen 3 begrenzt, an die der Profilstrang 2 in herkömmlicher Weise über aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellte Vakuumschlitze angesaugt wird. Das extrudierte Kunststoffprofil weist im 25 Bereich eines Schenkels 4 eine hinterschnittene Längsnut 5 auf, in die zur Kalibrierung ein über die anschließende Kalibrierfläche 3 vorstehender Formansatz 6 eingreift. Der Formkörper 1 ist durch Trennflächen 7, die in Durchlaufrichtung des Profilstranges 2 verlaufen unterteilt, um den durch die Kalibrierflächen 3 bestimmten Profilquerschnitt in einfacher Weise aus einzelnen Formleisten 8 zusammensetzen zu können. 30

Um ein Anhaften des schmelzflüssig aus der Profildüse austretenden Profilstranges an den Kalibrierflächen 3 zu vermeiden und den Abziehwiderstand des Profilstranges 2 aus dem Kalibrierkörper 1 unter den Bedingungen einer erst einsetzenden Erstarrung der Schmelze in zulässigen Grenzen zu halten, muß der Kalibrierkörper 1 insbesondere im Einlaufbereich auf eine 35 unterkritische Temperatur kleiner als beispielsweise 50 bis 70°C gekühlt werden. Zu diesem Zweck sind die Formleisten 8 des Kalibrierkörpers 1 mit Kühlmittelbohrungen versehen, durch die Kühlmittel, im allgemeinen Wasser, im Kreislauf gepumpt wird. Während die Kalibrierflächen 3 durch das Vorsehen entsprechender Kühlmittelbohrungen vergleichsweise einfach gekühlt werden können, bereitet die Kühlung der zur Kalibrierung von Längsnuten 5 dienenden Form-40 ansätze 6 aufgrund des geringen Querschnitts dieser Formansätze 6 erhebliche Schwierigkeiten. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wird der Formansatz 6 mit einem in Durchlaufrichtung des Profilstranges 2 verlaufenden Kühlkanal 9 versehen, der durch einen Schlitz 10 mit einer Aufnahmeausnehmung 11 für Verschlußstücke 12 verbunden ist. Der Kühlkanal 9 bildet somit mit dem Verbindungsschlitz 10 und der Aufnahmeausnehmung 11 eine gemeinsame, in 45 Durchlaufrichtung des Profilstranges durchgehende Durchtrittsöffnung in der den Formansatz 6 bildenden Formleiste 8 des Kalibrierkörpers 1, wie dies den Fig. 2 bis 4 entnommen werden kann.

Die Formleiste 8 ist mit quer zum Formansatz 6 verlaufenden Kühlmittelbohrungen 13 und 14 so versehen, die die Aufnahmeausnehmung 11 durchsetzen und in einer zu ihnen senkrechten Verbindungsbohrung 15 münden, so daß das durch die Kühlmittelbohrung 13 zulaufende Kühlmittel über die Bohrung 15 der an einen Kühlmittelablauf angeschlossenen Kühlmittelbohrung 14 zugeleitet wird. 55 Die Verschlußstücke 12 weisen gemäß den Fig. 5 und 6 einen in die Aufnahmeausnehmung 11 5

AT 413 676 B der Profilleiste 8 eingreifenden Formkörper 16 auf, der an der jeweiligen Außenseite eine Stirnwand 17 trägt, die sich nicht nur über die Aufnahmeausnehmung 11, sondern auch über den Verbindungsschlitz 10 und den Kühikanal 9 erstreckt, um die gesamte Durchtrittsöffnung stirnseitig zu verschließen. Zur besseren Abdichtung ist die Stirnwand 17 mit einem umlaufenden, 5 sich nach außen konisch erweiternden Randsteg 18 versehen, der beim Eingreifen in die Durchtrittsöffnung der Formleiste 8 dichtend an die Öffnungswandung angepreßt wird, wie dies den Fig. 2 und 4 entnommen werden kann.

Zur Kühlmittelversorgung des Kühlkanals 9 weisen die Formkörper 16 im Anschluß an die io Stirnwand 17 eine quer zum Kühlkanal 9 verlaufende Anschlußöffnung 19 auf, die von einer Aussparung 20 auf der dem Kühlkanal 9 gegenüberliegenden Umfangsseite des Formkörpers 16 ausgeht und im Bereich des Schlitzes 10 mündet. Darüber hinaus sind die Formkörper 16 der Verschlußstücke 12 im Bereich der Kühlmittelbohrungen 13 und 14 mit Durchgangsöffnungen 21 versehen, die sich in den Bereich der Anschlußöffnungen 19 erstrecken, so daß sich für 15 die Anschlußbohrungen 19 ein Zwischenausgang 22 ergibt, der wahlweise durch Einsätze in den Durchgangsöffnungen 21 verschlossen werden kann. Die Einsätze 23 dienen jedoch nicht nur zur wahlweisen Verbindung der Anschlußöffnung 19 mit der zugehörigen Kühlmittelbohrung 13 oder 14, sondern erlauben auch eine Drosselung der Kältemittelströmung durch die Kühlmittelbohrungen 13 bzw. 14, um einen entsprechenden Abgleich der Strömungswiderstände und 20 damit eine gewünschte Aufteilung der Kühlmittelströmung auf die Kühlmittelbohrungen und den Kühlkanal 9 zu erzwingen. Zu diesem Zweck ist gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4 der Einsatz 23 im Bereich der Kühlmittelbohrung 13 mit einer Drosselbohrung 24 versehen. Da dieser Einsatz außerdem konisch ausgebildet ist, bleibt zwischen dem Einsatz 23 und der Durchgangsöffnung 21 ein Strömungsweg zum Zwischenausgang 22 der Anschlußöff-25 nung 19 frei, durch den die Anschlußöffnung 19 mit der Kühlmittelbohrung 13 in Verbindung steht. Da die Aussparung 20 auf der dem Kühlkanal 9 gegenüberliegenden Umfangsseite des Formkörpers 16 durch die Wand der Aufnahmeausnehmung 11 abgedeckt wird, strömt somit Kühlmittel aus der Kühlmittelbohrung 13 durch die Anschlußöffnung 19 und den Verbindungsschlitz 10 in den Kühlkanal 9, wie dies vor allem den Fig. 2 und 4 entnommen werden kann. Um 30 die Kühlmittelströmung auf den Kühlkanal 9 zu beschränken, sind die Formkörper 16 der Verschlußstücke 12 mit in den Verbindungsschlitz 10 ragenden Stegen 25 versehen, die im Anschluß an die Mündung der Anschlußöffnung 19 angeordnet sind.

In die Durchgangsöffnung 21 des der Kühlmittelbohrung 14 zugeordneten Verschlußstückes 12 35 ist ein Einsatz 23 in Form einer zylindrischen Hülse eingesetzt, die den Zwischenausgang 22 der Anschlußöffnung 19 gegenüber der Kühlmittelbohrung 14 verschließt, so daß das Kühlmittel aus dem Kühlkanal 9 durch die Anschlußöffnung 19 in die Aussparung 20 fließt, in deren Bereich eine gesonderte Kühlmittelbohrung 26 endet, so daß das Kühlmittel aus dem Kühlkanal 9 über diese Kühlmittelbohrung 26 abfließt. Dieser gesonderte Abfluß des Kühlmittelstromes aus 40 dem Kühlkanal 9 kann in vorteilhafter Weise zur Überwachung der Durchlässigkeit des Kühlkanals 9 ausgenützt werden.

Durch das Vorsehen von stirnseitig in die Aufnahmeausnehmungen 11 eingreifenden Verschlußstücken 12, die Anschlußöffnungen 19 zur Verbindung des Kühlkanals 9 mit den den 45 Kühlkanal 9 kreuzenden Kühlmittelbohrungen 13,14, 26 aufweisen, können sonst erforderliche, aufwendige Anschiußbohrungen für den Kühikanal 9 durch den abgesetzten Hals des Forrnan-satzes 6 vermieden werden. Im Zusammenwirken mit entsprechenden Einsätzen 23 können an unterschiedliche Verhältnisse angepaßte Strömungsverbindungen zwischen den Kühlmittelbohrungen und dem Kühlkanal erreicht werden, und zwar mit Hilfe konstruktiv vorgegebener, ein-50 heitlicher Verschlußstücke 12, die aufgrund ihrer zu einer Längsebene symmetrischen Ausbildung auch auf beiden Stirnseiten der Aufnahmeausnehmungen 11 eingesetzt werden können. 55

Claims (8)

1. 6 AT 413 676 B Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Kalibrieren eines extrudierten, wenigstens eine Längsnut bildenden Kunststoffprofils mit einem den aus einer formgebenden Profildüse austretenden Profil-5 sträng aufnehmenden Kalibrierkörper, der einen in Durchlaufrichtung des Profilstranges verlaufenden, in die Längsnut des Profilstranges eingreifenden Formansatz mit einem Kühlkanal sowie quer zum Formansatz verlaufende, dessen Kühlkanal kreuzende Kühlmittelbohrungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der an beiden Stirnseiten offene Kühlkanal (9) über einen durchgehenden Schlitz (10) mit einer den Kalibrierkörper (1) in io Durchlaufrichtung durchsetzenden, sich in den Bereich der Kühlmittelbohrungen (13, 14, 26) erstreckenden Aufnahmeausnehmung (11) für von den offenen Stirnseiten einführbare Verschlußstücke (12) verbunden ist, die Anschlußöffnungen (19) zur Strömungsverbindung zwischen dem Kühlkanal (9) und den zugehörigen Kühlmittelbohrungen (13, 26) bilden.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußstücke (12) einen in die Aufnahmeausnehmung (11) eingreifenden Formkörper (16) mit einer äußeren, den Kühlkanal (9), die Aufnahmeausnehmung (11) und den Schlitz (10) zwischen Kühlkanal (9) und Aufnahmeausnehmung (11) nach außen verschließenden Stirnwand (17) aufweisen. 20
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwände (17) der Verschlußstücke (12) einen umlaufenden, sich nach außen konisch erweiternden Randsteg (18) aufweisen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (16) der Verschlußstücke (12) im Durchtrittsbereich von die Aufnahmeausnehmung (11) durchsetzenden Kühlmittelbohrungen (13,14) deren Durchfluß steuernde Einsätze (23) tragen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußöffnungen der 30 Verschlußstücke (12) einen durch einen Einsatz (23) wahlweise verschließbaren Zwi schenausgang (22) aufweisen.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (16) der Verschlußstücke (12) in den Verbindungsschlitz (10) zum Kühlkanal (9) ra- 35 gende Stege (25) aufweisen.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Aufnahmeausnehmung (11) des Kalibrierkörpers (1) zwischen den Verschlußstücken (12) ein Füllstück einsetzbar ist. 40
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußöffnung (19) des dem Ablaufende des Kühlkanals (9) zugeordneten Verschlußstückes (12) mit einer gesonderten Kühlmittelbohrung (26) zur Kühlmittelabfuhr in Strömungsverbindung steht. 45 Hiezu 5 Blatt Zeichnungen 50 55