Spritzkopf für die Erzeugung von rohrförmigen Vorformlingen
Die Erfindung betrifft im weiteren Sinne die Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen nach der im Prinzip bekannten Blasmethode.
Hierzu muss ein in der Regel rohrförmiger Vorformling erzeugt werden, der in einer Blasform zum Hohlkörper gewünschter und durch die Gestalt des Formnestes bestimmten Ausbildung durch Einführung eines Blasmediums ausgeweitet wird. Der schlauchförmige Vorformling wird in einem Spritzkopf erzeugt, in den das plastische Material an einem Ende eingeführt und aus dem es am anderen Ende in Schlauch-oder Rohrform angepresst wird und der einem das Kunststoffmaterial erweichenden und in eine plastische, erwärmte, verformbare Masse überführenden Extruder nachgeschaltet ist. Er besteht aus einem Gehäuse oder Block mit einem Hohlraum, der die Aussenwandung des von der plastischen Masse durchströmten Kanals abgibt, während die Innenwandung von dem Mantel eines Kernes oder Dornes gebildet wird.
Aussen-und Innenwandung des das vom Extruder als massiver Strang kommende Material zu einem rohrförmigen Gebilde umwandelnden Ringkanals, also die Wandung des Blockhohlraumes und der Mantel des Dornes, sind so gestaltet, dass bestimmten strömungstechnischen und auf den Einzelfall abgestellten Forderungen genügt wird. So soll z. B. einerseits ein möolichst glatter reibungsfreier Fluss des Materials sichergestellt werden, während anderseits zwecks Materialverdichtung und gewünschter Rückwir- kungen auf die Extruderschnecke gewisse Stauungen im Kanal durch Einschnürungen desselben oft mit Absicht herbeigeführt werden.
Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Bewältigung der gestellten Forderungen besteht in der Lagerung des Dornes im Kanal, weil der Dorn einerseits bei den teilweise sehr hohen Drücken (bis zu 500 atü die Herstellung von grösseren Behältern) fest und unverschieb- bar gelagert sein mu¯, während anderseits jede Lagerung, die nicht allein durch eine nur bei geringen Drücken einsetzbare zentrale, nach aussen geführte Stange vorgenommen werden kann, ein radial in den Kanal hineinreichendes und damit den Durchflussquerschnitt minderndes Hattestück voraussetzt.
In der Praxis heisst dies, einen Kompromiss zwischen der Forderung eines m¯glichst stabilen Ha) testückes mit möglichst wenig Durchbrüchen und der Forderung eines möglichst ungehinderten Durchffussquerschnittes des Ringkanais auch im Bereich dieses Haltestückes zu finden. Diese Forderungen sind desto schwieriger zu erfiillen fiir je grössere Hohlkörper die den Spritzkopf einschliessende Anlage ausgelegt ist, weil in diesem Fall auch grössere Massen je Zeiteinheit zu verarbeiten sind und, d. h. grössere Spritzköpfe mit schweren Dornen und einem im Querschnitt verhältnismässig weiten Kanal eingesetzt werden mussen.
Demnach richtet sich die Erfindung im engeren Sinne auf einen Spritzkopf für die Herstellung von rohrför- migen Vorformlingen für das Ausblasen von insbesondere Hohikörpern grösserer Abmessungen, der aus einem aus mehreren Teilen zusammengesetztcn Spritzkopfblock und einem den Innenraum desselben durchsetzenden Dorn besteht, wobei zwischen dem Mantel des Dornes und der Wandun ; eines Hohlraumes im Block ein in einer Düse endender Durchflu¯kanal gebildet und der Dorn in diesem Hohlraum mittels eines scheibenför- migen, zwischen den Teilen des Blocks verankerten Haltestiickes gehalten und zentriert wird.
Bei bekannten Spritzköpfen besteht dieses Haltestück aus einer im mehrteiligen Spritzkopfbiock verspannten Scheibe, die eine zentrale, den Dorn haltendc Offnung aufweist und im Bereich des Kanals mit auf einem Kreis liegenden Bohrungen versehen ist. Für kleinere Spritzköpfe sind auch bereits sternförmige Haltestücke eingesetzt worden. Nachteilig ist bei dieser Konzeption, dass die nebeneinanderiiegcndcn. kreisrunden Bohrungen den Materialfluss in einzclne Stränge aufteilen, die zwar nach Verlassen des Haltestückes. insbesondere durch eine ent sprechende Gestaltung des Kanals mit einer sich daran anschliessenden Einschnürung begünstigt, wieder zusammenlaufen, aber häufig nicht in den geforderten Umfang.
Dadurch entstehen im Vorformling Schlieren, die beim Ausblasen des Vorformlings zum Hohlkörper, d. h. bei dessen Ausweitung sich zumindest optisch störend bemerkbar machen, die aber auch zu einer Minderung des Gebrauchswertes führen können.
Diese Nachteile beseitigt die Erfindung, deren Aufgabe es ist, bei einem Spritzkopf der vorstehend de finierten allgemeinen Art eine auch bei hohen Drücken feste Dornhalterung zu schaffen, die dem Materialdurchfluss möglichst wenig Widerstand entgegensetzt und die unvermeidliche Aufteilung in einzelne Stränge so vorzunehmen erlaubt, dass Schlieren im Vorformling und damit in den aus den Vorformlingen geblasenen Endprodukten vermieden werden.
Demnach betrifft die Erfindung einen Spritzkopf f r die Erzeugung von rohrförmigen Vorformlingen zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff nach der sogcnannten Blasmethode. der aus einem aus mehreren Teilen zusammengesetzten, einen Hoht- raum formenden Block und einem mit der Wandung des Hohlraumes einen in einer D se endenden Kanal formenden Dorn besteht, der in dem Hohlraum mit Hilfe eines zwischen den Teilen des Blockes eingespann- ten scheibenförmigen Hakestücks gehatten und zentriert ist, das im Bereich des Kanals Íffnungen f r den Durchtritt des thermoplastischen Materials aufweist.
Dieser Spritzkopf zeichnet sich dadurch aus, dass das Haltestück f r den Materialflu¯ auf mindestens zwei Kreisen mit verschiedenen Durchmessern gegeneinander versetzte und im Abstand voneinander liegende, gekrümmte, sich überlappende Schlitze aufweist.
Mit dieser Gestaltung werden durch das sich eigentlich dem Materialflu¯ in den Weg stellende Hattestück für den Dorn verhältnismässig breite, auf Kreisen nebeneinander und in radialer Richtung hintereinanderliegende Materialstränge derart erzeugt, dass eine Überlappung derselben entstcht. wobei gleichzeitig ein möglichst gro- sser Durchflussquerschnitt erzielt und eine hohe Stabilität erreicht werden kann. Diese ist dadurch gegeben, dass sowohl auf den Kreisen als in radialer Richtung die Schlitze mit Zwischenstegen abwechscln.
Dabei ist die Verteilung zweckmässig so getroffen, dass jede durch die Mitte eines Steges gehende radiale Ebene einen Schlitz halbiert.
Ausserdem können dic Stege zwischen den Schlitzen und die zwischen den Schlitzen auf verschiedenen Durchmessern liegenden Ringe mindestens auf der Seite des Materialzuflusses, zweckmässig aber auch auf der des Abflusses, zuespitzt oder verjüngt geformt sein, so dass die Mittellinie des Kreissteges zwischen jeweils zwei nebeneinander lieoenden Schlitzen und die Mittellinien der Radialstege zwischen den auf verschiedenen Durchmessern liegenden Schlitzen die Firstkanten dachförmioer SchrÏgen darstellen.
Schliesslich lcann das Haltestück so ausgebildet sein, dass sein Mittelteil gleichzeitig einen Teil des Dornes bildet.
Die Erfindung ist am Beispiel der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausf hrungsform nachfolgend crklÅart. Es stcllen dar :
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Spritzkopf,
Fig. 2 ein Dornhaltest ck f r den Spritzkopf nach Fig. 1 im Vertikalschnitt, entlang der Linic II-II in Fig. 3 und
Fig. 3 den Gcgcnstand nach Fig. 2 in der Aufsicht.
Der allgemein mit @ bezeichnete Spritzkopfblock besteht, wie üblich. aus mehreren in Richtung seiner Achse M bereinanderliegenden. ringf¯rmigen Teilen, z. B. dem oberen Zuführungsring 2, dem Zwischenring 3, dem Haupt-odcr Befestigungsring 4, dem Unterring 5 und dem Düsenring 6. Der Unterring 5 ist an dem Be festigungsring 4 mit Schrauben 7 befestigt und der D senring 6 mit dem Unterrin 5 mit Hilfe eines D sen spannringes 8 verspannt, der durch Schrauben 9 axial gegen den Unterring 5 gedrückt wird.
Die zentralen Bohrungen der den Block I bildenden Ringe 2 bis 6 formen zusammen einen Hohlraum 10, dessen Wandung mit dem Au¯enmantel eines ebenfalls mchrteiligen, all- gemein mit 11 bezeichneten Dornes den ringförmigen Durchflu¯kanal 12 f r den Materialflu¯ kommt. In dem oberen Zuführungsring 2 liegt der vom Extruder kommende Zuf hrungskanal 13, der in einem sich in Axialrichtung konisch verengenden Abschnitt 14 des Durchflu¯kanals12 m ndet.
Zwischen dem Zuf hrungsring 2 und dem Zwischenring 3 ist mit Schrauben 15 cin Ha) testück) 6 eingespannt, das bei dem dargestclltcn Beispiel insofern den Dorn hait, als es den oberen Dornteil 17 und den unteren Schaftteil 18. der wiederum aus mchreren St cken zusammengesetzt sein kann. trÏgt.
Demnach ist der Mittelteil 19 dcs Haltestückes 16 Bestandteil des Dornes.
Das Haltestück wird zum Zweck der leichteren Montage mit Halteschrauben, z. B. Halteschrauben 20, am Zuf hrungsring befestigt, ehe es mit Hilfe des Zwischenund Zuführungsring miteinander verspannenden, oberen Spannringes 21 befestigt wird. Der Materiafftuss aus dem Zuführungskanal 13 wird ber den Abschnitt 14 in den Kompressionsabschnitt 22 des Kanals 12 auf spÏter im einzelnen beschriebene Weise durch aligemein mit 23 und 24 bezeichnete Öffnungen in Form von Schlitzen geleitet.
Ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist das Haftestück 16, das in den Fig. 2 und 3 als Einzelteil dargestellt ist. Es besteht aus drei ineinander bergehenden Hauptteilen in Form von konzentrischen Ringen, nÏmlich dem Spann-oder Befestigungstei) 25, dem Durchfluss-oder Kanalteil 26 und den Mittelteil 19.
Mit dem Spann-oder Befestigungsteil 25 ist das Haltestück 16 zwischen dem Zuführungsrinn 2 und dem oberen Spannring 21 eingespannt. Hierzu weist der Befestigungsteil eine geringere Höhe als die beiden anderen Hauptteile auf, wodurch eine obere Schulter 28 und eine untere Schulter 29 entsteht, von denen die eine 28 in eine entsprechende Ausnehmung im Ring 2 des Blockes I eingreift, wahrend sich hinter die andere 29 der Spannring 21 zum Zwecke der Zentrierung schiebt, der wiederum mit einer Schulter 30 sich gegen eine Ringfläche 31 des Zwischenringes 3 abst zt.
Dabei ist die H¯he der Ausnehmung 32 im Ring 2 und die Laye der Ringflache 31 so, dass zwischen der Oberfläche 39 und Unterflache 40 des Befestigungsteites 25 jeweils ein Spiel 33 verblcibt, um eine gute Vorspannung zu gewährleisten.
Die Nabe 27 des Dornes weist eine Zentralöffnung 34 mit Innengewinde auf, in die der Zapfen 35 des Dornoberteiles 17 eingeschraubt ist und ferner einen Zapfen 36, auf den der untere Schaftteil 18 aufgeschraubt ist. F r die Spannschrauben 15 sind Bohrungen 37 und f r die Hatteschrauben 20 einige, z. B. zwei Bohrungen vorgesehen.
Der Kanalteil 26 des Hattestückes weist auf zwei verschiedenen Durchmessern D und d nebeneinander- liegende Schlitze 23 bzw. 24 auf, z. B. jeweils sechs Schlitze, die jeweils einen Winkel von etwa 50 bis 60- einnehmen. Damit verbleiben zwischen den Schlitzen Stege, und zwar zwischen den Schmalseiten der Schlitze Radialstege 41 und zwischen jeder Schlitzreihe ein Kreissteg 42. Die Stege verleihen dem Haltestück die erforderliche Stabilität. Wie ersichtlich, sind Schlitze und Stege so angeordnet, dass sich die Schlitze iiberlappen, d. h. dass die Schlitze 23 zu den Schlitzen 24 auf Lücke angeordnet sind. Die Folge ist, dass in jeder denkbaren, durch die Mittelachse gehenden Ebene im Kanalbereich des Haltestückes mindestens eine Offnung vorhanden ist.
Da ausserdem diese Offnungen verhältnismässig breite Bänder bzw. Ströme des plastischen Materials entstehen lassen, wird die Tendenz zur bleibenden Trennung derselben und demzufolge zur Schlierenbildung im Vorformling praktisch auf Null verringert. Dabei wird der glatte Durchfluss des Materialstromes und seine rei bungslose Aufteilung durch die Abschrägung 43 der Stege auf der Eingangsseite und der Zusammenfluss der Ströme zu einem einheitlichen ringförmigen Materialstrom, durch eine entsprechende Abschrägung 44 an der Ausflussseite wesentlich gcfördert, vor allem, wenn diese Abschrägung auch, wie bei 45 und 46 in Fig. 3 veranschaulicht, an den Radialstegen 41 vorgesehen wird.
Das einströmende Material wird also gewissermassen von allen Seiten zu den Schlitzen hingelenkt und nach dem Durchgang durch dieselben wieder zusammengeführt, ein Umstand, der durch die Gestaltung des Kompressionsabschnittes 22 bzw. durch die Einschnürung 47 noch verstärkt werden kann.