CH435699A - Extruderdüse und Verfahren zu ihrem Betrieb - Google Patents

Description

  
 



     Extruderduse    und Verfahren zu ihrem Betrieb
Die Erfindung bezieht sich auf eine Extruderdüse und im besonderen auf eine Extruderdüse für die Herstellung von Artikeln mit kompliziertem Querschnitt. Derartige Extruderdüsen sind schwierig und aufwendig herzustellen durch die herkömmlichen Maschinenoperationen wegen der sich ergebenden Schwierigkeiten beim Gestalten der Düsenöffnung mit kompliziertem Querschnitt in einem Rohling aus hartem verschleissfestem Werkstoff. Dies ist besonders der Fall, wenn ein sehr harter Werkstoff hoher Festigkeit bei der Herstellung einer Düse für das Extrudieren von Materialien unter hohem Druck verwendet werden muss.



   Gemäss der vorliegenden Erfindung enthält eine Extruderdüse ringförmig angeordnete Düsenöffnungssegmente mit radial aneinandergrenzenden Flächen, die aussen von einem dünnen rohrförmigen Mantel umgeben sind. Die einzelnen Segmente des Ringes sind so gestaltet, dass sie zusammengesetzt eine Düsenöffnung mit der geforderten Querschnittsform darstellen. Die Segmente werden beim Gebrauch der Düse durch den Druck einer Flüssigkeit, der auf die äussere Umfangsfläche des rohrförmigen Mantels einwirkt, zusammengehalten. Dich  tungsrnittel    zum Verhüten des Eintritts von Druckflüssigkeit in die Berührungsflächen der Ringsegmente sind vorgesehen.



   Bei Extruderdüsen gemäss der Erfindung können keine Zugspannungen in den einzelnen Segmenten auftreten, was ermöglicht, die Segmente aus Werkstoffen herzustellen, die eine sehr hohe Druckfestigkeit haben, deren Sprödigkeit oder geringe Dehnfähigkeit jedoch ihre Anwendung verbietet bei Extruderdüsen herkömmlicher massiver   Ring-Konstruktion.    Als Beispiele werden Sinterwerkstoffe genannt, wie Aluminiumoxyd oder Wolframkarbid.



   Zusammengesetzte Extruderdüsen gemäss der Erfindung sind besonders anwendbar zum Gebrauch bei einem hydrostatischen Extrudierverfahren, bei welchem ein Materialabschnitt extrudiert wird durch eine Düse mittels Druckanwendung einer Flüssigkeit, von welcher der Materialabschnitt umgeben ist. Bei Anwendung zusammengesetzter Düsen gemäss der Erfindung zum Betrieb einer Extruderdüse wirkt die Flüssigkeit, die auf einen   Werkstoffabschnitt    einwirkt, auch gleichzeitig aussen auf die Umfangsfläche des rohrförmigen Mantels der Düse. Dadurch wird der rohrförmige Mantel der Düse radial nach innen unter Druck gesetzt und hält   die Segmente der : Düse zusammen gegenüber dem radial    nach aussen gerichteten Druck des Materials, welches durch die Düse extrudiert wird.



   Die Erfindung wird anhand einiger in der   beiliegen-    den Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele weiter erläutert.



   Fig. 1 ist ein Teilschnitt entlang der Achse einer zusammengesetzten Extruderdüse gemäss der Erfindung.



   Fig. 2 ist ein   Tleil-Querschnitt    längs der Linie II-II in Fig. 1.



   Die Fig. 3 und 4 sind Querschnitte weiterer Extruderdüsen.



   Die Fig. 1 und 2 zeigen den Teil eines Extruders einschliesslich einer zusammengesetzten Extruderdüse 1 gemäss der Erfindung. Die Düse 1 ist an einem   Nosmal-    düsenring 2 angebracht, der mit einem Kupferdichtungsring 3 und einem im Querschnitt runden Dichtungsring 4 versehen ist, welche die Düse 1 in der   Öffnung    eines Extrudergefässes abdichten. Die Düse 1 enthält vier druckfeste Segmente 6 und vier Düsenöffnungssegmente 7 in   einem    rohrförmigen Mantel 8 aus hart gezogenem Kupferrohr. Alternativ kann ein Mantel 8 aus Kunststoff wie z. B. Nylon verwendet werden. Der Basisring 2 passt in ein Ende des Mantels 8, und ein konisch aufgebohrter Eingangsring 9 ist in den Mantel 8 am Düseneingang eingepasst, um die Düsenöffnungssegmente 7 abzudichten.

   Wie in Fig. 2 dargestellt, haben die Düsen öffnungssegmente 7 und die druckfesten Elemente 6 aneinandergrenzende Flächen. Sie sind so gestaltet, dass eine Düsenöffnung 10 von   L-förumigem    Querschnitt gebildet wird. Die Düsenöffnungssegmente 7 sind z. B. aus Werkzeugstahl, nach den britischen Normen mit S. C. 13 bezeichnet, hergestellt. Dieses Material lässt sich  leicht bearbeiten, um den Segmenten 7 die erforderliche Gestalt zu geben. Sie werden dann gehärtet durch Glühen bei 930/9500 C etwa 30-45 Minuten lang und anschliessendem Abschrecken in Öl. Danach werden sie bei 4000 C angelassen und an ruhiger Luft abgekühlt.



  Die druckfesten Elemente 6, der   Düsenbasisring    2 und der Düseneinlaufring 9 werden z. B. aus Stahl, nach den britischen Normen mit EN 25 bezeichnet, hergestellt. Dieses Material wird gehärtet durch Glühen bei 8500 C und Abschrecken in Ö1, dem ein Anlassen bei 2000 C mit Abkühlen an ruhiger Luft folgt. Die Kanten der Düsenöffnungssegmente 7, welche die Düsenöffnung 10 bilden, sind angeschrägt, worauf die Bezugsziffer 11 hinweist, um sie nur mit einem geringen Betrag in die Düsenöffnung 10 vorragen zu lassen.



   Bei Anwendung des Gerätes wird ein Materialabschnitt 12 durch die Düse 1 extrudiert unter der Wirkung von unter Druck gesetzter Flüssigkeit 13 im   Extrudergef ass    5 auf den Materialabschnitt 12. Die Druckflüssigkeit 13 wirkt auch auf den rohrförmigen Mantel 8 der Düse, so dass der Mantel 8 radial nach innen unter Druck gesetzt wird, um die Segmente 6 und 7 der Düse zusammenzuhalten während des Extrudierens des Materialabschnittes 12.



   Die Fig. 3 und 4 zeigen im Querschnitt andere   Düsenformen    der Öffnung 10, die durch zweckgeeignete Formgebung der Düsensegmente 6 und 7 erhalten wurden. In Fig. 3 sind die Segmente 6 und 7 so geformt, dass sie eine Düsenöffnung 10 für das Extrudieren eines Stabes mit radial vorragenden Längsrippen bilden. In Fig. 4 sind die Düsenelemente 6 und 7 so gestaltet, dass eine U-förmige Düsenöffnung entsteht. Düsenöffnungen 10 mit einer ausgedehnten Mannigfaltigkeit in der Form können durch entsprechende Formgebung der   Düsen    segmente 6 und 7 beliebig hergestellt werden.

   Innerhalb der Düse 1 kann keine Ringzugspannung in den Segmenten 6 und 7 auftreten, und daher können die Segmente 6 und 7 alternativ aus harten verschleissfesten Werkstoffen hergestellt werden, die eine sehr hohe Druckfestigkeit haben, aber deren Sprödigkeit oder geringe Dehnungsfähigkeit ihre Anwendung bei Extruderdüsen üblicher einteiliger Konstruktion verbietet. Als Beispiele werden   Sinterwerkstoffe    wie aus Aluminiumoxyd oder Wolframkarbid genannt.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Extruderdüse, gekennzeichnet durch ringförmig angeordnete Düsenöffnungssegmente (7) mit radial aneinandergrenzenden Flächen, die aussen von einem dünnen rohrförmigen Mantel (8) umgeben sind, wobei die einzelnen Segmente (7) des Ringes so gestaltet sind, dass sie zusammengesetzt eine Düsenöffnung (10) der geforderten Querschnittsform ergeben, wobei die Segmente (7) bei Gebrauch der Düse durch den Druck einer Flüssigkeit (13) zusammengehalten werden, der auf die äussere Umfangsfläche des rohrförmigen Mantels (8) wirkt und Dichtungsmittel vorgesehen sind zur Verhinderung des Eintrittes von Druckflüssigkeit in die Berührungsflächen der Ringsegmente.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Extruderdüse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnungssegmente (7) von dünner plattenähnlicher Gestalt sind, die auf ihrer Stirnseite mittels eines Dichtungsringes (9) abgedichtet sind, der in ein Ende des rohrförmigen Mantels (8) passt, und die auf der Rückseite von einem Ring von teilweise ringförmigen druckfesten Segmenten (6) und einem Basisring (2) gestützt werden, die in das andere Ende des rohrförmigen Mantels (8) passen, wobei Mittel (3, 4) vorgesehen sind auf dem Basisring (2) zur Abdichtung des Düsenrandes gegen die Öffnung eines Extrudergefässes (5).

   2. Extruderdüse nach Patentanspruch I oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen öffnungssegmente (7) aus Sinterwerkstoffen hoher Druckfestigkeit, wie Aluminiumoxyd oder Wolframkarbid, hergestellt sind.

   PATENTANSPRUCH II Verfahren zum Betrieb der Extruderdüse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckflüssigkeit (13), die auf einen Werkstoffabschnitt (12) einwirkt, gleichzeitig aussen auf die Umfangsfläche des rohrförmigen Mantels (8) der Düse wirkt, um den rohrförmigen Mantel (8) radial nach innen unter Druck zu setzen und die Segmente (6, 7) der Düse 41) zusammenzuhalten gegenüber dem radial nach aussen gerichteten Druck des durch die Düse (1) zu extrudierenden Materials (12).