Verfahren und Einrichtung zum kontinuierlichen Strangpressen von Hohlkörpern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum kontinuierlichen Strangpressen von mit einer wärmedämmenden Masse gefüllten Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen, bei wel chem ein aus dem Pressenmundstück austretender noch plastisch verformbarer Hohlkörper in einer Kalibriervorrichtung unter der Einwirkung eines gasförmigen Mediums an den Wandungen derselben zum Anliegen gebracht und anschliessend durch Abkühlung erhärtet wird, wobei der Anpressdruck zwischen dem Kunststoffhohlkörper und der Kalibriervorrichtung durch an der äusseren Mantelfläche des Hohlkörpers angreifenden Unterdruck erzeugt wird.
Bei den Vorrichtungen nach einem älteren Vorschlag findet eine Düse von ringzylindrischer oder prismatischer Form Anwendung, aus welcher endlose hohle Gebilde beliebigen Querschnittes, wie z.B.
Schläuche, ausgespritzt und in einer entsprechenden zylindrischen Vakuumkammer kalibriert werden.
Ausser endlosen Rohren oder dergleichen erhält man mit dieser Vorrichtung je nach Gestaltung des Düsenschlitzes endlose prismatische Hohlkörper von quadratischer bis flach-rechteckiger Form, z. B. von plattenförmigem Querschnitt, die nur an den Stirnseiten offen sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, nach diesem Vakuumkalibrierverfahren möglichst grossflächige Hohlkörper herzustellen, die mit einer isolierenden Masse gefüllt sind und als Wärmedämmplatten Verwendung finden können. Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass der Hohlraum eines durch die trichterförmige Verzweigung des Hauptspritzkanals gebildeten Düse ausgespritzten Hohlprofils kontinuierlich mit der wärmedämmenden Masse durch Einspritzen in den Hohlraum ausgefüllt wird.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, dass die eine flach-rechteckige Form begrenzenden Breitschlitze im Düsenkopf in Richtung auf den Dorn der Düse und/oder in Richtung auf den Düsenmantel zu vorspringende schlitzförmige Ausnehmungen aufweisen, durch welche an dem Hohlkörper ein oder beiderseitig vorspringende Rippen und/oder gegenüberliegende Flächen miteinander verbindende Stege entstehen, welche den Innenraum des Hohlkörpers in Kammern unterteilen. Durch diese Massnahme wird besonders bei flachen plattenförmigen Gebilden eine grössere Steifigkeit erzielt.
Lediglich zum Zwecke der Versteifung genügt es auch, wenn die zwischen den Begrenzungsschlitzen gespritzten Stege nicht durchgehend sind, sondern die Form von Rippen aufweisen. Diese Rippen oder Stege müssen natürlich sämtlich parallel zu den Begrenzungsschlitzen bzw. Begrenzungsflächen des Hohlprofils verlaufen. Sofern es sich um Rippen handelt, können diese natürlich auch an der Aussen fiäche des Hohlkörpers durch entsprechende Gestaltung der Schlitzdüse erzeugt werden, so z. B. durch zu den Begrenzungsschlitzen der Schlitzdüse senkrecht verlaufende Schlitze geringer Höhe. Natürlich sind diese Versteifungsrippen unabhängig von der Querschnittsform des Hohlkörpers, d. h. dieselben können sowohl bei prismatischen, kreisrunden als auch ovalen Hohlquerschnitten vorgesehen sein, wenn eine besondere Versteifung derselben gewünscht wird, wie z. B.
Erhöhung der Biege- und Standfestigkeit eines Kunststoffrohres.
Bei einer endlosen Herstellung derartiger Hohlkörper war es bisher praktisch unmöglich, diese in gleichem Arbeitsgang ebenfalls kontinuierlich mit einer leichten Masse, z.B. einem Isolierstoff oder Stützstoff auszufüllen, vielmehr mussten zu diesem Zweck Stücke von nicht zu grosser Länge jeweils abgetrennt und dann gefüllt werden. Um diesen Nach teil zu beheben und die Ausfüllung der Hohlräume zu erleichtern, sind zweckmässig innerhalb des Dornes der Schlitzdüse ein oder mehrere zusätzliche und von den Schlitzen für das ausgespritzte Hohlprofil unabhängige Spritzdüsen vorgesehen, durch welche ein spezifisch leichter, gegen Wärme bzw. Kälte isolierender Stoff in den oder die Hohlräume des Hohlprofils während oder nach dem Entstehen derselben eingespritzt wird, der zugleich mit den ihn umhüllenden Wandungen des Hohlkörpers erhärtet.
Die in dem Dorn befindlichen Spritzdüsen können beliebigen Querschnitt aufweisen, so z. B. als kreisrunde Düsen oder schmale Schlitze auf die ganze Länge bzw. Breite des Dornes verteilt sein, oder es ist nur ein einziger langer Schlitz vorgesehen. Bei Unterteilung des Hohlkörpers in Kammern müssen natürlich die in dem Dorn angeordneten Düsen so verteilt sein, dass jede Kammer gleichmässig mit dem Isolierstoff beaufschlagt wird.
Mit dieser Einrichtung können also in kontinuierlichem Arbeitsgang fertige Wärmedämmplatten aus Kunststoffen mit beliebigen isolierenden Füllmassen endlos erzeugt werden, wobei der grosse Vorteil besteht, dass die in handelsüblichen Längen geschnittenen Erzeugnisse ausser an den Schnittflächen vollständig mit einer zusammenhängenden Kunststoffschicht oder -folie umhüllt sind. Als wärmedämmende Füllungen kommen vorteilhaft in Frage organische oder anorganische Fasern, die zusammen mit einem erhärtenden Bindemittel in die Hohlräume kontinuierlich eingeblasen werden und unter Einschliessung zahlreicher Luftzwischenräume zu einem die Seitenwände versteifenden und abstützenden Isolierkörper erhärten.
Sehr geeignet sind für diesen Zweck aufschäumbare Kunststoffe, die in die Hohlräume eingespritzt werden und unter Bildung zahlreicher Poren zusammen mit dem die Hohlräume begrenzenden Kunststoff erhärten, wobei in den meisten Fällen gleichzeitig eine Verklebung mit den Wandungen erfolgt.
Besonders vorteilhaft eignen sich als Füllmasse die unter dem Namen Polyurethane bzw. der geschützten Handelsbezeichnung Moltopren bekannt gewordenen Kunststoff-Schaumstoffe, die durch Reaktion von Polyestern mit Diisocyanaten bei Raumtemperatur oder bei wenig erhöhten Temperaturen unter Freiwerden von zahlreiche Poren bildender Kohlensäure entstehen und bei welchen je nach Art der Ausgangskomponenten eine harte oder weiche elastische Struktur erhalten wird. Hierbei entsteht gleichzeitig unter dem Druck der freiwerdenden Kohlensäure eine beträchtliche Volumenvergrösserung der Masse, die von der Innenseite des Hohlkörpers her einen entsprechenden Druck erzeugt. Dieser Innendruck wirkt im gleichen Sinne wie der an der Aussenseite des Hohlkörpers in der Vakuumkammer angreifende Unterdruck und unterstützt diesen.
Ferner eignet sich für den vorgenannten Zweck der mittels eines Treibmittels zum Schäumen gebrachte Kunststoff Polystyrol, der im Gegensatz zu Polyurethan-Schaumstoffen geschlossene Poren ergibt, die weder miteinander noch mit der Aussenluft in Verbindung stehen.
Sofern die Erzeugnisse z. B. als Bauplatten Verwendung finden, also fugendicht auf einer Unterlage nebeneinander verlegt werden, sind zweckmässig die Seitenkanten durch entsprechende Profilierung der Düse mit Nut und Feder oder Vor- und Rücksprung oder schwalbenschwanzförmig ausgebildet.
Der Abzug der erhärteten endlosen Plattenbahn aus der Kalibriervorrichtung erfolgt vorteilhaft mittels Gummiwalzen oder durch ein besonderes Transportband.
In der Zeichnung sind Einrichtungen gemäss der Erfindung in Ausführungsbeispielen in vereinfachter Darstellung veranschaulicht, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Einrichtung, bei welcher ein kastenförmiges, mit einer Isoliermasse gefülltes Profil ausgespritzt wird,
Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt nach der Linie I-I der Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Hohlkörper, der drei geschlossene, mit Isolierstoff gefüllte Räume enthält,
Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 5 die Ansicht auf ein Düsenmundstück mit als Nut und Feder profilierten Schmalseiten,
Fig. 6 die Ansicht auf ein Düsenmundstück mit als Vor- und Rücksprung profilierten Schmalseiten.
Der durch einen schlitzförmigen Hauptkanal 1 dem Spritzkopf 2 zugeführte Kunststoff, vergleiche Fig. 1-4, gelangt über die T-förmige Gabelung 3 zu den beiden Breitschlitzen 4 und den in Fig. 1 nicht besonders dargestellten vertikal stehenden kürzeren Schlitzen 5 in Form eines geschlossenen Kastens in die entsprechend gestaltete kastenförmige Führung 6, die in der Nähe der Spritzdüse durch die Kühlkammer 7 gekühlt ist wobei Kühlwasser Ein- und -Austritt durch Pfeile angezeigt sind. An diese Kühlkammer schliesst sich eine Vakuumkammer 8 an, in welcher ein Unterdruck durch Absaugen der Luft ständig aufrechterhalten wird. Dieser Unterdruck bewirkt über die in der kastenförmigen Führung auf allen Seiten angebrachten Kanäle 9 ein Ansaugen der Kunststoff-Flächen gegen die Innenwand der Gleitführung, deren Querschnitt genau kalibriert ist.
Der Hohlkörper 12 mit der Isoliermasse 12a, die durch besondere Schlitzdüsen 10, vgl. Fig. 4, in dem Dorn 11 des Spritzkopfes in den Raum des Hohlprofils 12 ausgespritzt wird, gelangt dann in den Bereich der weiteren Kühlkammern 13 und 14 und wird nach dem Verlassen der Gleitführung 6 von den Transportwalzen 15 abgezogen.
Bei dem in Fig. 5 in Ansicht dargestellten Düsenkopf 27 besitzt die flach-kastenförmige Schlitzdüse 28 an der einen Schmalseite einen Vorsprung 29 und an der gegenüberliegenden Seite eine Ausnehmung 30, so dass der fertige plattenförmige Körper mit Nut und Feder versehen ist, zum Zwecke des Aneinander fügens mehrerer derartiger Bau- oder Isolierplatten zu einer grösseren Fäche. Für das Einspritzen der Isolierstoffmassen sind in dem Dorn 31 der Düse 27 mehrere Bohrungen 32 vorgesehen, die über einen gemeinsamen Kanal mit einer nicht besonders dargestellten Zubringervorrichtung in Verbindung stehen.
Bei der Ausführungsform des Düsenkopfes 33 nach der Fig. 6 besitzt der kastenförmige Düsenschlitz 34 an der einen Schmalseite versetzt hierzu einen Rücksprung 36, wodurch ebenfalls bei der fertigen Baustoffplatte an den Seiten entsprechende Vor- und Rücksprünge gebildet werden, die ein fugendichtes Aneinanderlegen der Platten erleichtern.
Bei dieser Ausführungsform besitzt der Kern 37 Schlitze 38 für den Austritt der Isoliermasse. Diese Unterteilung der Schlitze für die Isoliermasse findet zweckmässig dann Anwendung, wenn das kastenförmige Düsenprofil durch querverlaufende Stege 39 unterteilt ist, so dass ein plattenförmiger Körper mit drei getrennten Hohlräumen erzeugt wird, wie z. B. in Fig. 3 dargestellt.
Method and device for the continuous extrusion of hollow bodies
The invention relates to a method and a device for the continuous extrusion of hollow bodies made of thermoplastic materials filled with a heat insulating material, in which a still plastically deformable hollow body emerging from the press mouthpiece is brought into contact with the walls of the same in a calibration device under the action of a gaseous medium and then it is hardened by cooling, the contact pressure between the plastic hollow body and the calibration device being generated by negative pressure acting on the outer surface of the hollow body.
In the devices according to an earlier proposal, a nozzle of annular cylindrical or prismatic shape is used, from which endless hollow structures of any cross-section, e.g.
Hoses, injected and calibrated in a corresponding cylindrical vacuum chamber.
In addition to endless tubes or the like, this device gives, depending on the design of the nozzle slot, endless prismatic hollow bodies of square to flat-rectangular shape, e.g. B. of plate-shaped cross-section, which are only open at the end faces.
The object of the invention is to use this vacuum calibration method to produce hollow bodies with the largest possible area, which are filled with an insulating compound and can be used as thermal insulation panels. The method according to the invention consists in that the cavity of a hollow profile molded out by the funnel-shaped branching of the main spray channel is continuously filled with the heat-insulating compound by injection into the cavity.
The device according to the invention for carrying out the method consists in the fact that the wide slots in the nozzle head, delimiting a flat-rectangular shape, have slot-shaped recesses that protrude in the direction of the mandrel of the nozzle and / or in the direction of the nozzle jacket, through which the hollow body on one or both sides protruding ribs and / or webs connecting opposing surfaces are created which subdivide the interior of the hollow body into chambers. This measure achieves greater rigidity, particularly in the case of flat plate-shaped structures.
Merely for the purpose of stiffening, it is also sufficient if the webs injected between the delimitation slots are not continuous, but rather have the shape of ribs. These ribs or webs must of course all run parallel to the delimiting slots or delimiting surfaces of the hollow profile. If ribs are involved, these can of course also be generated on the outer surface of the hollow body by appropriately designing the slot nozzle, e.g. B. to the delimitation slots of the slot nozzle perpendicular to the slits of small height. Of course, these stiffening ribs are independent of the cross-sectional shape of the hollow body, i. H. the same can be provided for both prismatic, circular and oval hollow cross-sections if a special stiffening of the same is desired, such as. B.
Increasing the flexural strength and stability of a plastic pipe.
In the case of an endless production of such hollow bodies, it has hitherto been practically impossible to also continuously process them with a light mass, e.g. To be filled with an insulating material or support material, rather pieces of not too great length had to be separated and then filled for this purpose. In order to remedy this after part and to facilitate the filling of the cavities, one or more additional spray nozzles independent of the slots for the ejected hollow profile are expediently provided within the mandrel of the slot nozzle, through which a specifically lighter, heat or cold insulating substance is injected into the cavity or cavities of the hollow profile during or after the formation of the same, which hardens at the same time as the walls of the hollow body surrounding it.
The spray nozzles located in the mandrel can have any cross-section, e.g. B. be distributed as circular nozzles or narrow slots over the entire length or width of the mandrel, or only a single long slot is provided. When the hollow body is divided into chambers, the nozzles arranged in the mandrel must of course be distributed in such a way that the insulating material is evenly applied to each chamber.
With this device, finished thermal insulation panels made of plastics with any insulating filler can be produced endlessly, with the great advantage that the products cut in standard lengths are completely covered with a coherent plastic layer or film except at the cut surfaces. As heat-insulating fillings, organic or inorganic fibers are advantageously used, which are continuously blown into the cavities together with a hardening binder and harden with the inclusion of numerous air spaces to form an insulating body that stiffens and supports the side walls.
Foamable plastics are very suitable for this purpose, which are injected into the cavities and harden with the formation of numerous pores together with the plastic delimiting the cavities, in most cases gluing to the walls at the same time.
The plastic foams known under the name of polyurethanes or the protected trade name Moltopren, which are formed by reacting polyesters with diisocyanates at room temperature or at slightly elevated temperatures with the release of numerous pore-forming carbonic acid, are particularly advantageous as fillers, and which depending on Type of starting components a hard or soft elastic structure is obtained. At the same time, under the pressure of the released carbonic acid, a considerable increase in volume of the mass occurs, which generates a corresponding pressure from the inside of the hollow body. This internal pressure acts in the same way as the negative pressure acting on the outside of the hollow body in the vacuum chamber and supports it.
The plastic polystyrene, which is foamed by means of a blowing agent and which, in contrast to polyurethane foams, results in closed pores that are neither in contact with one another nor with the outside air, is also suitable for the aforementioned purpose.
If the products z. B. are used as building panels, so are laid joint-tight on a pad next to each other, the side edges are expediently formed by appropriate profiling of the nozzle with tongue and groove or protrusion and recess or dovetail shape.
The hardened endless plate web is drawn off from the calibration device advantageously by means of rubber rollers or a special conveyor belt.
In the drawing, devices according to the invention are illustrated in exemplary embodiments in a simplified representation, namely show:
1 shows a vertical longitudinal section through a device in which a box-shaped profile filled with an insulating compound is injected,
Fig. 2 is a vertical cross-section along the line I-I of Fig. 1,
3 shows a cross section through a hollow body which contains three closed spaces filled with insulating material,
FIG. 4 shows a cross section along the line II-II in FIG. 1.
5 shows the view of a nozzle mouthpiece with narrow sides profiled as tongue and groove,
6 shows the view of a nozzle mouthpiece with narrow sides profiled as a projection and recess.
The plastic fed through a slot-shaped main channel 1 to the injection head 2, compare FIGS. 1-4, passes through the T-shaped fork 3 to the two wide slots 4 and the shorter vertical slots 5, not particularly shown in FIG. 1, in the form of a closed one Box in the correspondingly designed box-shaped guide 6, which is cooled in the vicinity of the spray nozzle by the cooling chamber 7, cooling water inlet and outlet are indicated by arrows. A vacuum chamber 8 connects to this cooling chamber, in which a negative pressure is constantly maintained by sucking off the air. This negative pressure causes the plastic surfaces to be sucked against the inner wall of the sliding guide, the cross section of which is precisely calibrated, via the channels 9 provided on all sides of the box-shaped guide.
The hollow body 12 with the insulating compound 12a, which by special slot nozzles 10, see. 4, in which the mandrel 11 of the injection head is injected into the space of the hollow profile 12, then reaches the area of the further cooling chambers 13 and 14 and is pulled off the transport rollers 15 after leaving the sliding guide 6.
In the nozzle head 27 shown in view in Fig. 5, the flat-box-shaped slot nozzle 28 has a projection 29 on one narrow side and a recess 30 on the opposite side, so that the finished plate-shaped body is provided with tongue and groove, for the purpose of Add together several such building or insulating panels to form a larger area. For the injection of the insulating material, a plurality of bores 32 are provided in the mandrel 31 of the nozzle 27, which bores 32 are connected via a common channel to a feeder device, not specifically shown.
In the embodiment of the nozzle head 33 according to FIG. 6, the box-shaped nozzle slot 34 has a recess 36 on one narrow side offset to this, whereby corresponding projections and recesses are formed on the sides of the finished building material panel, which facilitate a joint-tight fitting of the panels .
In this embodiment, the core 37 has slots 38 for the exit of the insulating compound. This subdivision of the slots for the insulating compound is expediently used when the box-shaped nozzle profile is divided by transverse webs 39 so that a plate-shaped body with three separate cavities is generated, such as. B. shown in FIG.