CH327044A - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von länglichen Gegenständen aus künstlichen thermoplastischen Stoffen - Google Patents

Description

  



  Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von länglichen Gegenständen aus künstlichen thermoplastischen Stoffen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen   Herstellung von länglichen Gegenstän-    den,   z.    B. von Stäben, Profilen, Rohren und dergleichen, wobei ein geschmolzener thermoplastischer Kunststoff mit einem kurzen   Sehmelzbereieh    kontinuierlich durch eine Zufuhrvorrichtung über eine Zufuhrleitung in eine gekühlte Formvorrichtung gepresst wird und der erstarrte Gegenstand kontinuierlich aus der Formvorriehtung gezogen wird.



   Bei thermoplastischen Stoffen mit einem kurzen   Sehmelzbereieh,    bei welchen der   Über-    gang vom völlig flüssigen Zustand in den   festen Zustand sieh    in einem Temperaturbereieh von einigen Graden abspielt, wie es der Fall ist bei   Superpolyamiden    und   Poly-    estern   (Polymethylenterephtalat),    z. B. in einer Tempera. turstrecke von weniger als 20 , hat man grosse Schwierigkeiten. Die geschmolzene Masse beginnt nämlich bereits, ehe si, e in die Formvorriehtung gepresst wird, daher zu erstarren, dass eine allmähliche Kühlung in der geschmolzenen Masse beim Laufen durch die   Zuluhrleitung    auftritt.

   Durch die all  mähliche    Kühlung bildet sich ein dünner Film von festem Material in der   Zufuhrlei-    tung vor der Formvorrichtung. Dieser dünne Film wird durch das geschmolzene Material gegen die Wand der Zufuhrleitung festgedrückt. Das erstarrte Material bleibt dort also festsitzen, und dies gibt Anlass zu Fehlern im gebildeten Produkt. Die   Gegen-      stände    weisen abweichende Formen auf, oder die Oberfläche ist nicht glatt. Ferner können    inwendige Höhlungen auftreten. Bei Stoffen,    wie   Celluloseaeetat,    wobei eine allmähliche Erweichung über eine sehr grosse   Tempera-      turstreeke    vorkommt, hat man diese   Schwie-    rigkeiten nicht.



   Man hat bereits vorgeschlagen, während der Erstarrung der geschmolzenen Masse einen    kontinuierlichen Sehmiermittelfilm aufrecht-    zuerhalten, um das Festkleben der erstarrten Masse zu verhindern. Obwohl hiermit die Schwierigkeiten grösstenteils verhütet werden, hat ein derartiges System aber den   Nach-    teil, dass es schwierig ist, die Dosierung des Íls zu,  berpr fen, so dass das einemal mehr und das anderemal weniger   61    eingespritzt wird.



   Nach der Erfindung wurde gefunden, dass die beschriebenen Schwierigkeiten in ziemlieh einfacher Weise beseitigt und da. Ge  genstände    ohne Fehler hergestellt werden können.



   Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man den ge  schmolzenen    Kunststoff unter Einstellung der Temperatur und des Druckes in der Zufuhr leitung zwischen der Zufuhrvorrichtung und der Formvorrichtung über eine Zone führt, in weleher der Kunststoff durch ein die Wärme schlecht leitendes Material umgeben ist und in der direkt an diese Zone anschlie ¯enden Formvorrichtung den Kunststoff   plötzlich abschreckt    und weiter gekühlt wird.



   Die erfindungsgemässe Vorricht zur Durchfiihrung dieses Verfahrens weist eine durch eine Leitung mit einer gekühlten Formvorrichtung verbundene Zufuhrvorrichtung und Abzugwalzen zum Ziehen des gebildeten Produktes aus der Formvorrichtung auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Leit.   ung nach    der Zufuhrvorrichtung und dieser Formvorrichtung ein   Verbindungs-    stück vorgesehen ist, das aus einem die Wärme schlecht leitenden Material hergestellt ist.



   Vorzugsweise weist das Verbindungsst ck zwischen der Zufuhrleitung und der Formvorrichtung inwendig dasselbe Profil wie die Formvorrichtung auf.



   Als die Wärme schlecht leitendes Material kann man z.   B.    Glas, TetrafluorÏthylen usw. verwenden. Vorzugsweise gebraucht man aber Asbestprodukte, wie das unter dem   Marken-    namen ?Syndanyo? bekannte Produkt.



   Zur Erläuterung der Erfindung folgt hier eine Beschreibung an Hand der Zeichnung, in der :
Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung wiedergibt und
Fig. 2   und    3 Ausführungsformen für die   Druckregelungsvorrichtung.   



   In Fig.   1    ist mit   1    ein Fülltriehter zum Zuf hren von thermoplastischem Material an eine Zufuhrvorrichtung 2 angegeben, in welcher eine Schnecke 3 vorgesehen ist, die die Körner nach einer Zone transportiert, in der sie geschmolzen werden. Die dafür erforderliche Wärme wird über einen koaxialen Kanal 4 zugeführt. Diese Erwärmung kann auch mit Hilfe von Heizelementen oder auf andere bekannte Weise erfolgen. Das geschmolzene Material wird in eine   Leitung    5 gepresst. Am Anfang der Leitung 5 wird die Temperatur des geschmolzenen Materials mit Hilfe eines Thermometers 6 kontrolliert, das die   Wandtemperatur    der Leitung 5 angibt.



   Nach dem Thermometer   6    befindet sich in der Leitung 6 eine Vorrichtung zum Regeln des   Druekes,    die mit 7 bezeichnet ist.



   Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel f r diese Vorriehtmg   7,    bei welchem eine Zahnradpumpe 8 mit einem darauffolgenden   Überlaufventil    9 vorgesehen ist, wobei die Leistung der Zahnradpumpe   derart einge-    stellt wird, dass der Druck nach der   Zahnrad-    pumpe etwas hoher ist als der Druck, auf welchem das ¯berlaufventil 9 eingestellt ist, so dass fortwährend eine kleine Menge gesehmolzenes Material durch dieses   Überlauf-    ventil 9 fliesst. Der in der Leitung 5 herrschende Druck wird mit Hilfe einer Messvor  richtu. ng 10 gemessen.   



   Die aus dem ¯berlaufventil 9 fliessende, zuviel angeführte Flüssigkeit kann wieder aufs neue zu Körnern verarbeitet werden oder kann naeli der Schnecke 3 zurückgeführt werden. Ein anderes Ausführungsbeispiel der   Druekregelvorrichtung    ist in Fig. 3 angegeben. Die Regelvorrichtung 7 besteht aus einem   Flüssigkeitsreduzierventil    11, das f r die in Betraeht kommenden Drucke und Temperaturen vorgesehen ist. Mit einem derartigen Reduzierventil ist kein Überlauf er  forderlieh    und wird demzufolge vermieden, da¯ Material zurückgeführt oder aufs neue geschmolzen werden muss. Im Reduzierventil 11 befindet sich ein Kolben 12, der mit einer Querbohrung 13 versehen ist, die mit einer Längsbohrung 14 verbunden ist.

   Die Querbohrung 13 ist in der Stellung der Fig. 3 mit einer ringförmigen Nut 15 der Körper des Ventils 11 verbunden, die mit der Leitung 5 f r die Zufuhr von geschmolzenem Material verbunden ist. Die   Längsbohrung 14    ist mit der Leitung 5 f r die Abfuhr von geschmolzenem Material aus dem Reduzierventil 11 verbunden. Das Ventil 11 wird derart eingestellt, dass, sobald der   Druek in    der Leitung 5 nach dem Reduzierventil zu hoch wird, der Kolben   12    verstellt wird, wodurch die ringförmige Nut 15 mindestens teilweise durch den Kolben 12 abgeschlossen wird. Der Druek, bei dem der Kolben   12    verstellt wird, wird mit Hilfe einer Feder 16 eingestellt, die mittels eines mit einem Stift 18 verbundenen Federtellers 17 den Stand eines Hilfskolbens 19 regelt.

   Die Bewegung des Kolbens 12 wird auf clen   Hilfskolben    19 mit Hilfe eines hitzebeständigen Fettes in den Raum zwisehen den beiden Kolben übertragen. Ein derartiges   hitzebeständiges    Fett kann z. B. aus organisehen Polysiloxanen bestehen. Der Druck wird aueh hier wieder mit Hilfe der Messvorrich  tung 10 gemessen.   



   Aus der Leitung 5 kommt das geschmolzene Material in eine   e Temperiervorrichtung    20, die von einem Mantel 21 umgeben ist.



  Mit dieser Temperiervorriehtung 20 wird das Material genau auf die   erwünsehte    Tempera  tur gebracht.    Die Temperatur des   geschmoixe-    nen Materials wird vor und nach der Temperiervorrichtung mit Hilfe der Thermometer   22    bzw.   23    gemessen. Auch hier wird wieder   die Wandtemperatur gemessen.    Die Thermometer 6, 22 und   23    sowie die   Druekmess-      vorriehtung    10 können   registrierende    Vor  riehtungen    sein.



   Naeh der   Temperiervorrichtung      20    kommt die geschmolzene Masse in ein Rohr   24    von Asbestmaterial, das die Wärme schlecht leitet.



  Auf das Verbindungsstüek   24    folgt eine zylindrisehe Formvorrichtung 25, welche Formvorrichtung mit einem Kühlmittel gekühlt wird, das durch einen Mantel 26 strömt. Der erstarrte Stab   27    wird mit Hilfe von Walzen   28    und 29 aus der   Formvorrichtung 25 ge-    zogen. Der   Durehmesser des Stabes    27, der aus der Formvorrichtung 25 kommt, weist einen etwas kleineren Durchmesser als der  jenige    der Formvorrichtung infolge des Er  starrungssehrumpfes    auf.



   Durch die beschriebenen Massnahmen wird erzielt, dass an der Stelle, wo geschmolzenes Material im Verbindungsstüek   24    erstarrt, kein allmählicher Temperaturübergang auftritt. Es bildet sieh an der Stelle der ersten Erstarrung kein äusserst dünner Film von festem Material, weleher Film durch das ge  schmolzene    Material gegen die Wand festgedrüekt werden sollte. Wie in der Fig.   1    angegeben ist, bildet sich an der Stelle der ersten Erstarrung (das erstarrte Material ist schraffiert angegeben) eine ziemlieh dicke Haut, die sich in der Formvorrichtung fortbewegt und dort allmählich wächst. Durch diese dicke Schicht wird verhindert, dass das erstarrte Material gegen die Wand festgedrüekt wird, wenigstens wenn der Druck nicht zu hoch ist.

   Bei hohen Drucken bewegt die erstarrte Masse sich auch mit Stössen, und es wird kein regelmässiges Produkt gebildet.



  Bei zu niedrigem Druck   wird tdie Form nieht    genügend gefüllt, und es treten Gussfehler usw. auf.



   Bei der Herstellung von Stäben aus Nylon   ±-(: aprolactam betrug    die Temperatur bei Thermometer 6 im allgemeinen   260 ,    welche e Temperatur mit Rücksicht auf die Regelvorrichtung 7 bedeutend hoher als erforderlich ist, um ein   flüssiges Material zu erha. lten,    das geeignet ist, um geformt zu werden. Bei i Thermometer 22 betrug die Temperatur   225 ,    und bei Thermometer 23 war die Temperatur 230 . Der Druck vor der Temperiervorriehtung 20, eingestellt mit Hilfe der   Regelvor-    richtung 7, hÏngt von der Dicke des herzustellenden Stabes ab. In der nachstehenden Tabelle sind die Drüeke und   Geschwindig-    keiten angegeben, die bei Stäben von verschiedenen Abmessungen angewandt wurden.



  Durchmesser Stab Druck Geschwindigkeit
6 mm 8 at. 20 m/min.



   6 mm 12 at. 29 m/min.



   9 mm 15 at. 10 m/min.



   12 mm 16-20 at. 8-9 m/min.



   Das Kühlwasser im Kühlmantel 26 wurde im allgemeinen auf ungefähr   10     gehalten, und die Temperatur des Stabes 27, der aus der Formvorrichtung 25 kommt, betrug im   allgemeinen ungefähr 60 .   



   Auch bei der Herstellung von StÏben aus anderem thermoplastisehem Material mit einem kurzen Schmelzbereich wurden mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung g nstige Resultate erhalten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCHE I. Verfahren zur kontinuierliehen Herstellung von länglichen Gegenständen, wobei ein geschmolzener thermoplastischer Kunst- stoff mit einem kurzen Schmelzbereieh konti- nuierlich durch eine Zufuhrvorrichtung über eine Zufuhrleitung in eine gekühlte Formvorrichtung gepresst wird und der erstarrte e Gegenstand kontinuierlich aus der Formvorrichtung gezogen wird, dadurch gekenn- zeichnet, dass man den geschmolzenen Kunst- stoff unter Einstellung der Temperatur und des Druekes in der Zufuhrleitung zwisehen der Zu.

   fuhrvorriehtung und der Formvorrich- tung ber eine Zone führt., in welcher der Kunststoff durch ein die Wärme schlecht leitendes Material umgeben ist, und in der direlit an diese Zone anschliessenden Formvorrichtung den Kunststoff plötzlich abschreckt und weitergekühlt wird.

   II. Vorrichtung zum Durchf hren des Verfahrens nach Patentanspruch I, mit einer Zufuhrvorriehtung, die durch eine Leitung : mit einer gekühlten Formvorriehtung verbunden ist, und Abzugwalzen zum Ziehen des erstarrten Gegenstandes aus der Formvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Leitung nach der Zufuhrvorrich- tung und dieser Formvorrichtung ein Ver bindungsstüek vorgesehen ist, das aus einem die Wärme schlecht leitenden Material herge- stellt ist.

   UNTERANSPRUCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der geschmolzene Stoff, ehe er in die Formvorrichtung läuft, durch einen Raum geführt wird, der durch ein die Wärme schlecht leitendes Material umgeben ist.

   2. Verfahren nach Patentansprueh I, da dureh gekennzeiehnet, dass die Druckregelung mittels eines in der Leitung angeordneten Re- duzi, erventils erhalten wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch 1 und Unteransprüchen 1 und 2, dadureh gekennzeichnet, dass die Temperaturregelung durch eine in der Leitung angeordnete Temperier vorriehtung erhalten wird.

   4. Vorriehtung naeh Patentansprlleh II, dadurch gekennzeiehnet, dass das Verbin- dungsst ck zwischen der Zufuhrleitung und der Formvorriehtung inwendig dasselbe Profil wie die Formvorrichtung aufweist.

   5. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprueh 4. dadurch gekennzeich- net, dass in der Leitung nach der Zufuhr vorriehtung ein Reduzierventil vorhanden ist.

   6. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung vor dem Verbindungsstück mit der Formvorrichtung eine Temperiervorrichtung vorgesehen ist.z