CH630001A5

CH630001A5 - Valve device for controlling the flow of a molten polymer

Info

Publication number: CH630001A5
Application number: CH571578A
Authority: CH
Inventors: Fox John Herrington; Simon Alfred Perez
Original assignee: Mobil Oil Corp
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1978-05-25
Publication date: 1982-05-28
Also published as: ES469993A1; GB1599237A; FR2391841A1; IT7823879A0; JPS541374A; FR2391841B1; JPS6036931B2; NL7805313A; DE2821559C2; IT1096346B; AU525986B2; DE2821559A1; CA1090678A; AU3653478A

Description

Die Erfindung betriift eine Ventilvorrichtung zur Steuerung eines geschmolzenen Polymers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a valve device for controlling a molten polymer according to the preamble of patent claim 1.

Beim Extrudieren von Thermoplasten ist es üblich, das geschmolzene Polymer eines einzelnen Extruders an zwei oder mehr Strangpresswerkzeuge bzw. Spritzformen zu liefern. Solch eine bekannte Anordnung, bei welcher ein Verzweigungsstück verwendet wird, um zwei Sritzwerkzeuge zu beliefern, ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Die von jedem der Spritzwerkzeuge abgezogene Folie wird in eine separate Produktionslinie eingeführt, in der in geeigneter Folge mechanische Formvorgänge stattfinden. Es ist wichtig, dass die in jede der Produktionslinien einlaufende Folie die gleiche ist im Hinblick auf ihre durchschnittliche Dicke, da die Folie in jeder der verschiedenen Linien aus einem einzigen gemeinsamen Extruder stammt. Dies wird normalerweise dadurch erreicht, dass die Geschwindigkeit von Klemmwalzen (s. 15 in Fig. 1) variiert wird, wodurch die Geschwindigkeit gesteuert wird, mit welcher das noch halbflüssige Polymer unmittelbar angrenzend an die Düse des Spritzwerkzeuges von dem Werkzeug abgezogen wird. When extruding thermoplastics, it is common to deliver the molten polymer of a single extruder to two or more extrusion dies or injection molds. Such a known arrangement, in which a branch piece is used to supply two scribing tools, is shown in Fig. 1 of the drawing. The film drawn off from each of the injection molds is introduced into a separate production line, in which mechanical molding processes take place in a suitable sequence. It is important that the film entering each of the production lines is the same in terms of their average thickness, since the film in each of the different lines comes from a single common extruder. This is normally achieved by varying the speed of pinch rollers (see 15 in Fig. 1), thereby controlling the speed at which the still semi-liquid polymer is withdrawn from the mold immediately adjacent to the die of the injection mold.

Für den Fall, dass die Strömung von den zwei Werkzeugen ungleich wird, z.B. wegen kleiner mechanischer Unterschiede zwischen den Düsen, werden auch die Geschwindigkeiten, mit welcher die zwei Folien von den jeweils zugeordneten entsprechenden Klemmwalzen abgezogen werden, ebenfalls ungleich und entsprechend läuft die ganze Reihe der Bearbeitungsstationen der Linie stromabwärts vom entsprechenden Klemmwalzenpaar mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Bei vielen solchen Doppelproduktionslinien wird die Gesamtrate der Folienproduktion eines einzigen gemeinsamen Extruders, der beide Linien speist, von einer der stromabwärts angeordneten Arbeitsstationen begrenzt. In solch einem Fall wird die Geschwindigkeit des Gesamtverfahrens vom schnelleren der beiden Ströme begrenzt, da in diesem Fall die geschwindigkeitsbestimmende Bearbeitungsstation mit ihrer maximalen Kapzität arbeitet, so dass der langsamere Strom nicht mit seiner vollen maximalen Geschwindigkeit läuft und somit auch die Strangpressgeschwindigkeit zum Ausgleich nicht gesteigert werden kann. Es ist daher wünschenswert, die Relativgeschwindigkeit der zwei Produktionslinien aneinander anzugleichen, so dass die Gesamtgeschwindigkeit der Extrudierung gesteigert werden kann und die Produktionsrate beider Linien ein Optimum erreicht. Solch eine Angleichung kann möglich gemacht werden, indem ein Strömungs-Steuerventil verwendet wird, das den Polymerstrom der schnelleren Seite des Verzweigungsstücks drosselt. In the event that the flow from the two tools becomes unequal, e.g. Because of small mechanical differences between the nozzles, the speeds at which the two foils are drawn off from the respectively assigned corresponding pinch rollers also become unequal and accordingly the whole row of processing stations of the line runs downstream from the corresponding pinch roller pair at different speeds. In many such double production lines, the overall film production rate of a single common extruder feeding both lines is limited by one of the downstream work stations. In such a case, the speed of the overall process is limited by the faster of the two streams, since in this case the speed-determining processing station operates with its maximum capacity, so that the slower stream does not run at its full maximum speed and therefore the extrusion speed does not increase for compensation can be. It is therefore desirable to adjust the relative speed of the two production lines to one another so that the overall speed of the extrusion can be increased and the production rate of both lines reaches an optimum. Such an adjustment can be made possible by using a flow control valve that throttles the polymer flow of the faster side of the branch.

Ein typisches Strömungssteuerventil, das für diesen Zweck eingesetzt wird, ist in Fig. 3 dargestellt. Geschmolzenes thermoplastisches Material 203 wird durch den Spalt 201 gepresst, in welchem ein bestimmter Druckverlust auftritt. Da das Ventil durch eine Verschiebung eines Drosselgliedes 202 geregelt wird, wird der Spalt 201 geändert und der resultierende Druckverlust ändert sich entsprechend. Wenn zwei solche Ventile parallel angeordnet sind, die von einem gemeinsamen Verzweigungsstück gespeist werden und deren Ausstossgegendruck identisch ist, wird die Strömungsgeschwindigkeit durch jedes der zwei Ventile etwa der fünften Potenz der Spaltweite proportional sein. Da der Spalt üblicherweise nur einen Bruchteil eines Zentimeters weit ist, ergibt sich, dass bereits eine kleine Änderung der Spaltweite eine unerwünscht grosse Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit zur Folge hat. Wenn beispielsweise die Spaltweite etwa 2,5 mm beträgt und um einen sehr kleinen Wert wie beispielsweise 0,13 mm geändert wird, ergibt sich eine Änderung der Strömungsgeschwindigkeit durch den Spalt von etwa 28%, vorausgesetzt, dass Liefer- und Ausstoss-druck ungeändert bleiben. Jede genaue Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit mit Hilfe solcher Ventile ist daher im besten Fall äusserst schwierig. Es ergibt sich somit, dass die bekannten Ventileinrichtungen, wie die vorbeschriebene, wenn sie paarweise an einem gemeinsamen Verzweigungsstück verwendet werden, ein Ventil für jedes Spritzwerkzeug zum Zwecke eines genauen Strömungsausgleichs nur schwierig verwendet werden können, da sie nicht ausreichend genau sind, um eine Feineinstellung der Strömungsverhältnisse im Verzweigungsstück zu ermöglichen. Da im übrigen zwei getrennte Ventile einander entgegenstehen, wobei jedes in der Lage ist, die Polymerströmung zum zugeordneten Spritzwerkzeug vollständig zu drosseln, können mehrere Einstellungen über eine gewisse Zeitspanne dazu führen, dass eine Seite des Strömungskanals im Verzweigungsstück unabsichtlich und unerwünscht vollständig abgesperrt wird, was ein aufwendiges Neueinstellen und Neuausgleichen des gesamten Systems erforderlich macht, um diese Seite des Verzweigungsstücks wieder in der gewünschten Weise zum Arbeiten zu bringen. A typical flow control valve used for this purpose is shown in FIG. 3. Molten thermoplastic material 203 is pressed through the gap 201, in which a certain pressure loss occurs. Since the valve is regulated by displacement of a throttle element 202, the gap 201 is changed and the resulting pressure loss changes accordingly. If two such valves are arranged in parallel, which are fed by a common branching piece and whose discharge counterpressure is identical, the flow rate through each of the two valves will be approximately proportional to the fifth power of the gap width. Since the gap is usually only a fraction of a centimeter wide, it follows that even a small change in the gap width results in an undesirably large change in the flow velocity. For example, if the gap width is approximately 2.5 mm and is changed by a very small value such as 0.13 mm, the flow velocity through the gap will change by approximately 28%, provided that the delivery and discharge pressures remain unchanged . Any precise control of the flow rate with the help of such valves is therefore extremely difficult at best. It thus follows that the known valve devices, such as the one described above, when used in pairs on a common branching piece, make it difficult to use a valve for each injection mold for the purpose of precise flow compensation, since they are not sufficiently precise to make fine adjustments to allow the flow conditions in the branch piece. In addition, since two separate valves oppose each other, each capable of completely throttling the polymer flow to the associated injection mold, several settings over a certain period of time can result in one side of the flow channel in the branch piece being inadvertently and undesirably completely blocked, which is what requires a complex readjustment and rebalancing of the entire system in order to make this side of the branch piece work again in the desired manner.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Ventilvorrichtung, die den Zustrom geschmolzenen thermoplastischen Harzes, z.B. Polyäthylen, an zwei oder mehr Spritzwerkzeuge, die von nur einer Lieferquelle, z. B. einem Extruder mit geschmolzenem Harz versorgt werden, ausgleicht, wobei diese mit einem gemeinsamen Verzweigungsstück versehen ist, welches einen Einlass, einen Strömungskanal und zwei oder mehr Auslässe aufweist. The object of the present invention is to provide a valve device which can control the inflow of molten thermoplastic resin, e.g. Polyethylene, on two or more injection molds, from only one source, e.g. B. supplied an extruder with molten resin, which is provided with a common branching piece which has an inlet, a flow channel and two or more outlets.

Die erfindungsgemässe Ventilvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass jedem Auslass ein Strömungsdrosselglied im Strömungskanal zugeordnet ist, wobei jedes Strömungsdrosselglied eine Ventilstange mit einem im Vergleich zum Durchmesser des Strömungskanals kleineren Durchmesser ist, und dass wenigstens eine der Ventilstangen im Kanal axial verschiebbar ist. The valve device according to the invention is characterized in that a flow throttle member in the flow channel is assigned to each outlet, each flow throttle member being a valve rod with a smaller diameter compared to the diameter of the flow channel, and in that at least one of the valve rods is axially displaceable in the channel.

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist eine erste Ventilstange zwischen einer ersten Spritzform und dem Extruder fest im Verzweigungsstück eingebaut. Dadurch wird ein erster ringförmiger Kanal von bestimmter fester Länge gebildet. Eine zweite Ventilstange, die im Verzweigungsstück zwischen einer zweiten Spritzform und dem Extruder eingebaut ist, ist so einstellbar, dass ein zweiter Ringkanal veränderlicher Länge gebildet wird. Eine Längsverschiebung dieser zweiten Stange bewirkt eine entsprechende Änderung der Länge des zweiten ringförmigen Kanals. Die Folge ist eine Änderung des Gegendrucks, der von dem geschmolzenen Polymer erzeugt wird, das durch diesen zweiten Ringkanal fliesst, relativ zum Druck im ersten Ringkanal. Durch Vergrössern oder Verkleinern der Länge des zweiten Ringkanals (und damit des dort erzeugten Gegendrucks), kann die Bedienungsperson die Menge des geschmolzenen Polymers, die zur zweiten Spritzform fliesst, im Vergleich zur Menge an die erste Spritzform beeinflussen. In a preferred embodiment of the device, a first valve rod is firmly installed in the branching piece between a first injection mold and the extruder. This forms a first annular channel of a certain fixed length. A second valve rod, which is installed in the branch between a second injection mold and the extruder, can be adjusted in such a way that a second annular channel of variable length is formed. A longitudinal displacement of this second rod causes a corresponding change in the length of the second annular channel. The result is a change in the back pressure generated by the molten polymer flowing through this second ring channel relative to the pressure in the first ring channel. By increasing or decreasing the length of the second ring channel (and thus the back pressure generated there), the operator can influence the amount of molten polymer that flows to the second mold compared to the amount to the first mold.

Gemäss einer anderen Ausführungsform sind sowohl die erste Ventilstange als auch die zweite Ventilstange so einstellbar, dass Ringkanäle unterschiedlicher Länge eingestellt werden können. Mit einer solchen Ausführungsform kann der Empfindlichkeitsbereich des Ventilsystems gesteigert werden und die Bedienungsperson kann die relativen Ex-trudierungsgeschwindigkeiten der Spritzformen besser «abstimmen», um ein noch höheres Mass an Übereinstimmung zwischen den Geschwindigkeiten der stromab angeordneten jeweils zugehörigen Produktionslinien zu erreichen. According to another embodiment, both the first valve rod and the second valve rod are adjustable in such a way that ring ducts of different lengths can be set. With such an embodiment, the sensitivity range of the valve system can be increased and the operator can better "tune" the relative extrusion speeds of the injection molds in order to achieve an even greater degree of correspondence between the speeds of the respectively associated production lines arranged downstream.

Andere Ausführungsformen können für Verzweigungsstücke mit mehr als zwei Spritzformen gestaltet sein. Es sind auch Ventilvorrichtungen möglich, in welchen die Ventilstangen vertikal im Strömungskanal angeordnet sind. In Ausführungsformen, bei welchen die Ventilstangen vertikal gerichtet sind, sind sie in den Bereichen des Strömungskanals angeordnet, die vom mittleren Kanal vor jeder Spritzform abzweigen. Das kegelförmige Ende jeder Ventilstange ist dabei stromabwärts gerichtet, um etwaige Turbulenzen oder die plötzliche Verminderung der Scherspannung möglichst klein zu halten, die zur Bildung toter Bereiche in der Polymerströmung führen könnten. Diese Orientierung der Kegel ist umgekehrt zur vorbeschriebenen Ausführungsform, in welcher sie gegen die Strömung gerichtet sind. Other embodiments can be designed for branching pieces with more than two injection molds. Valve devices are also possible in which the valve rods are arranged vertically in the flow channel. In embodiments in which the valve rods are directed vertically, they are arranged in the regions of the flow channel which branch off from the central channel in front of each injection mold. The conical end of each valve rod is directed downstream in order to minimize any turbulence or the sudden reduction in shear stress that could lead to the formation of dead areas in the polymer flow. This orientation of the cones is the reverse of the embodiment described above, in which they are directed against the flow.

Ein Vorteil der erfindungsgemässen Ventilvorrichtung ist ihre Empfindlichkeit. Die Strömung zu den Spritzformen verändert sich für einen bestimmten Bereich von Ventilstellungen viel weniger als beispielsweise bei einer Konstruktion nach Fig. 3. Dies hat zwei Gründe: zunächst ist die Länge des ringförmigen Kanals grösser als dessen Weite, so dass eine bestimmte Anzahl von Zentimetern einer Verschiebung der Ventilstange einen kleineren Prozentsatz hinsichtlich der Änderung der Grösse der Drosselung bewirkt. Zweitens ist der Druckverlust der Drosselstrecke proportional der dritten Potenz ihrer Länge, wogegen bei dem Ventil nach Fig. 3 der Druckverlust etwa der fünften Potenz der Spaltweite proportional war. One advantage of the valve device according to the invention is its sensitivity. The flow to the injection molds changes much less for a certain range of valve positions than, for example, in the case of a construction according to FIG. 3. This has two reasons: First, the length of the annular channel is greater than its width, so that a certain number of centimeters one Displacement of the valve rod causes a smaller percentage in terms of changing the size of the throttling. Second, the pressure loss of the throttle section is proportional to the third power of its length, whereas in the valve according to FIG. 3 the pressure loss was proportional to the fifth power of the gap width.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Ventilvorrichtung kann in der Tatsache liegen, dass die Strömung des geschmolzenen Polymers durch eine Reihe von Ventilverstellungen nicht mehr unabsichtlich gestoppt werden kann. Another advantage of the valve device according to the invention may lie in the fact that the flow of the molten polymer can no longer be unintentionally stopped by a series of valve adjustments.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the attached drawing, for example.

Darin zeigen: In it show:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht zweier bekannter Schlauchfolienextrudierspritzformen, die auf einem gemeinsamen Verzweigungsstück befestigt sind, durch welches sie von einer gemeinsamen Lieferquelle mit geschmolzenem Polymer gespeist werden, 1 shows a schematic perspective view of two known tubular film extrusion injection molds which are fastened on a common branching piece, through which they are fed with molten polymer from a common supply source,

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Fig. 2 die schematische perspektivische Darstellung eines bekannten Verfahrens, wobei zwei stromabwärts angeordnete Produktionslinien mit Folienbahnen aus einem einzigen, relativ breiten schlauchförmigen Pressstrang beliefert werden, 2 shows the schematic perspective illustration of a known method, two downstream production lines being supplied with film webs from a single, relatively wide tubular press strand,

Fig. 3 einen Partial-Längsschnitt durch ein typisches Strömungssteuerventil, wie es üblicherweise bei bekannten Vorrichtungen verwendet wird, 3 shows a partial longitudinal section through a typical flow control valve, as is usually used in known devices,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Ventilvorrichtung zur Steuerung der Strömung eines geschmolzenen Polymers mit einem Verzweigungsstück, an dem zwei Auslässe angeordnet sind, und 4 shows a longitudinal section through an embodiment of a valve device according to the invention for controlling the flow of a molten polymer with a branching piece on which two outlets are arranged, and

Fig. 5 einen Partial-Längsschnitt durch ein Verzweigungsstück, bei dem die Ventilstange vertikal im Strömungskanal angeordnet ist. Fig. 5 is a partial longitudinal section through a branching piece, in which the valve rod is arranged vertically in the flow channel.

Die erfindungsgemässe Ventilvorrichtung kann am besten unter Bezugnahme auf Fig. 4 der Zeichnung erläutert werden. Diese Figur zeigt einen Längsschnitt durch ein Verzweigungsstück mit einer erfindungsgemäss gestalteten Ventilvorrichtung, welches an einer bekannten Strangpressvorrichtung zum Extrudieren geschmolzenen Polymers angeschlossen werden kann. Das Verzweigungsstück 21 ist so ausgebildet, dass ein einzelner Strom 20 geschmolzenen Polymers aus der Strangpressvorrichtung (nicht gezeigt) in zwei im wesentlichen gleiche Ströme aufgeteilt wird, von welchen je einer einem Spritzwerkzeug 26 und 30 zugeführt wird. In den einander gegenüberliegenden Endbereichen des zentralen Strömungskanals 23 im Verzweigungsstück 21 sind Ventilkörper 24 und 28 vorgesehen, die zwischen dem im wesentlichen mittig angeordneten Einlass 22 in das Verzweigungsstück und den Spritzformen 26 bzw. 30 angeordnet sind. Die Ventilkörper 24 und 28 sind langgestreckte Stangen mit in bezug zum Durchmesser des Strömungskanals, in welchem sie angeordnet sind, reduziertem Durchmesser. Sie haben jeweils einen Endbereich, der in Richtung des Einlasses 22 des Verzweigungsstückes kegelförmig ausgebildet ist, um dem Strom 20 aus geschmolzenem Polymer eine Stromlinienkontur zu verleihen, damit der Widerstand, den das Stangenende der Strömung des Fluids entgegensetzt, möglichst klein wird und im Verzweigungsstück möglichst wenig Turbulenz erzeugt wird. Jede der Stangen bildet einen ringförmigen Drosselkanal, durch welchen das geschmolzene Polymer strömen muss, bevor es durch die entsprechenden Spritzwerkzeuge extrudiert werden kann. Durch eine Verstellung der Länge einer oder beider dieser ringförmigen Drosselkanäle wird die Ventilanordnung gesteuert. The valve device according to the invention can best be explained with reference to FIG. 4 of the drawing. This figure shows a longitudinal section through a branching piece with a valve device designed according to the invention, which can be connected to a known extrusion device for extruding molten polymer. The branching piece 21 is designed such that a single stream 20 of molten polymer from the extrusion device (not shown) is divided into two substantially equal streams, one of which is fed to an injection mold 26 and 30, respectively. In the opposite end regions of the central flow channel 23 in the branching piece 21, valve bodies 24 and 28 are provided, which are arranged between the essentially centrally arranged inlet 22 into the branching piece and the injection molds 26 and 30, respectively. The valve bodies 24 and 28 are elongated rods of reduced diameter with respect to the diameter of the flow channel in which they are arranged. They each have an end region which is conical in the direction of the inlet 22 of the branch piece in order to give the stream 20 of molten polymer a streamlined contour, so that the resistance which the rod end opposes to the flow of the fluid is as small as possible and in the branch piece as far as possible little turbulence is generated. Each of the rods forms an annular throttling channel through which the molten polymer must flow before it can be extruded through the appropriate injection molding tools. The valve arrangement is controlled by adjusting the length of one or both of these annular throttle channels.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform wird der Ventilkörper 24 an einem Ende des Verzweigungsstücks 21 unmittelbar vor der Extrusionsform 26 in einer fixen Stellung gehalten, so dass ein ringförmiger Drosselkanal 25 bestimmter Länge und bestimmten Querschnitts gebildet wird. Der Ventilkörper 28 ist am gegenüberliegenden Ende des Strömungskanals 23 im Verzweigungsstück 21 unmittelbar vor der Spritzform 30 angeordnet. Er wird in einer relativ zu der Wandung des Strömungskanals 23 fixen Position gehalten, ist jedoch in der Lage, eine seitliche Bewegung auszuführen, so dass ein ringförmiger Drosselkanal 29 gebildet wird, der den gleichen Querschnitt wie der Drosselkanal 25, aber eine variable Länge aufweist. In the embodiment shown in FIG. 4, the valve body 24 is held in a fixed position at one end of the branching piece 21 immediately before the extrusion die 26, so that an annular throttle duct 25 of a certain length and a certain cross section is formed. The valve body 28 is arranged at the opposite end of the flow channel 23 in the branching piece 21 immediately before the injection mold 30. It is held in a fixed position relative to the wall of the flow channel 23, but is able to perform a lateral movement, so that an annular throttle channel 29 is formed which has the same cross section as the throttle channel 25 but a variable length.

Der Ventilkörper 28 ragt durch die Aussenwand des Verzweigungsstücks nach aussen und wird mit einer Büchse 40 und einer Befestigungsklammer 41 festgehalten und ausgerichtet. Die Klammer 41 ist mittels Spannschrauben 42 am Verzweigungsstück befestigt. Die Büchse 40 ist so ausgebildet, dass sie bei einer Drehung um 180° einen vom Strömungskanal 23 abzweigenden Seitenkanal 23A vollständig abschliesst, wie dies mit durchbrochenen Linien gezeigt ist, so dass eine Produktionslinie stillgesetzt werden kann, ohne The valve body 28 protrudes outwards through the outer wall of the branching piece and is held and aligned with a bush 40 and a fastening clip 41. The clamp 41 is fastened to the branching piece by means of clamping screws 42. The sleeve 40 is designed such that, when rotated through 180 °, it completely closes a side channel 23A branching off from the flow channel 23, as shown with broken lines, so that a production line can be shut down without

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

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dass es erforderlich ist, den Extruder vollständig abzuschalten. Der Endbereich des Ventilkörpers 28, der aus dem Verzweigungsstück nach aussen ragt, weist ein Gewinde auf, auf welches eine Mutter 43 aufgeschraubt ist, die von der Klammer 41 daran gehindert wird, seitliche Verschiebungen durchzuführen. Durch eine im Gewindebereich des Ventilkörpers ausgebildete Keilnut 44, in die ein Keil 45 eingreift, wird bei Drehung der Mutter ein Mitdrehen des Ventilkörpers verhindert. Durch ein Verdrehen der Mutter 43, entweder von Hand oder mittels eines angeschlossenen Motorantriebs (nicht gezeigt), kann der Ventilkörper 28 entweder in den Strömungskanal 23 hineingeschoben oder aus ihm herausgezogen werden, wodurch die Länge des ringförmigen Drosselkanals 29 veränderbar gesteuert werden kann. Das wiederum hat die Wirkung, dass der Rückdruck, der auf den Strom 20 geschmolzenen Polymers, der in Richtung der Spritzform 30 strömt, gesteuert verändert wird. Alternativ dazu kann der Ventilkörper 28 anstelle des Gewindemuttermechanismus auch mittels eines doppelt wirkenden hydraulischen Zylinders betätigt werden. that it is necessary to shut down the extruder completely. The end region of the valve body 28, which protrudes outwards from the branching piece, has a thread onto which a nut 43 is screwed, which is prevented by the clamp 41 from carrying out lateral displacements. A wedge groove 44 formed in the threaded area of the valve body and into which a wedge 45 engages prevents the valve body from rotating when the nut is turned. By turning the nut 43, either by hand or by means of a connected motor drive (not shown), the valve body 28 can either be pushed into or pulled out of the flow channel 23, whereby the length of the annular throttle channel 29 can be variably controlled. This in turn has the effect of controlling the back pressure that is applied to the melted polymer stream 20 flowing toward the die 30. As an alternative to this, the valve body 28 can also be actuated by means of a double-acting hydraulic cylinder instead of the threaded nut mechanism.

Aus einer Strangpressvorrichtung (nicht gezeigt) wird dem Verzweigungsstück 21 ein Strom 20 geschmolzenen Polymers zugeführt, welcher in das Verzweigungsstück über den Einlass 22 unter Druck eintritt. Einlass 22 führt das geschmolzene Polymer zum Steuer-Strömungskanal 23, wo ein Strömungsteiler 124 den ankommenden Strom aufteilt und jeweils einen Teil des Stroms in Richtung der einander entgegengesetzt liegenden Enden des Strömungskanals 23 umlenkt. Ein Teil des geschmolzenen Polymerstroms wird in Richtung des Ventilkörpers 24 gelenkt, strömt durch den ringförmigen Drosselkanal 25, dann durch den Seitenkanal 23B zur Spritzform 26, die am Ende des Verzweigungsstücks 21 befestigt ist. Das geschmolzene thermoplastische Harz wird anschliessend in Form eines schlauchförmigen Films 27 durch eine Ringspritzdüse (nicht gezeigt) einer bekannten Spritzform 26 extrudiert. Der übrige Teil des geschmolzenen Polymerstroms wird in Richtung des Ventilkörpers 28 geführt, strömt durch den ringförmigen Drosselkanal 29, dann durch den Seitenkanal 23A zur Spritzform 30, die am anderen Ende des Verzweigungsstücks 21 befestigt ist. Dieser Teil des Stroms 20 geschmolzenen Harzes wird dann durch eine Ringschlitzdüse (nicht gezeigt) einer bekannten Spritzform 30 in Form einer schlauchförmigen Folie 31 extrudiert. A stream 20 of molten polymer is fed to the branch 21 from an extrusion apparatus (not shown) which enters the branch via the inlet 22 under pressure. Inlet 22 leads the molten polymer to the control flow channel 23, where a flow divider 124 divides the incoming stream and redirects a portion of the stream towards the opposite ends of the flow channel 23. A portion of the molten polymer stream is directed towards the valve body 24, flows through the annular throttle channel 25, then through the side channel 23B to the injection mold 26 which is attached to the end of the branch piece 21. The molten thermoplastic resin is then extruded in the form of a tubular film 27 through an annular die (not shown) of a known die 26. The remainder of the molten polymer stream is directed towards the valve body 28, flows through the annular throttle channel 29, then through the side channel 23A to the injection mold 30, which is attached to the other end of the branch piece 21. This portion of the stream 20 of molten resin is then extruded through a ring die (not shown) of a known die 30 in the form of a tubular film 31.

Der Druckverlust des geschmolzenen Polymers im Strömungskanal 23 des Verzweigungsstücks hängt von der Grösse und Länge des Ringraums ab, durch welchen das Polymer strömen muss, bevor es über die Spritzformen 26 und 30 aus-gepresst wird. Der ringförmige Drosselkanal 25 von bestimmter Länge und von bestimmtem Querschnitt ergibt für einen geschmolzenen Polymerstrom bestimmter Temperatur und Druck einen fixen Druckverlust. Da die Länge des ringförmigen Drosselkanals 29 variabel ist, ergibt sich, dass der Druckverlust in diesem Drosselkanal ebenfalls variabel ist, er wächst mit zunehmender Länge des Kanals, welcher vom geschmolzenen Polymer durchströmt werden muss. Wenn der Druckverlust durch den Drosselkanal 29 gesteigert wird (durch Vergrössern der Länge des Ringraums), reduziert sich die Strömungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Polymers durch den Kanal 29 relativ zur Strömungsgeschwindigkeit durch den Drosselkanal 25. Gleichermassen, wenn der Druckverlust vermindert wird (durch Verkleinerung der Länge des Ringraumes 29), wird auch die relative Strömungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Polymers durch den Strömungskanal ansteigen. Durch eine geeignete Einstellung des Ventilkörpers 28 und damit der Länge des ringförmigen Drosselkanals 29 ist es möglich, die Anordnung mit einem hohen Empfindlichkeitsgrad «einzustimmen» und die Extrudier-Geschwindigkeit durch die Spritzform 30 der The pressure loss of the molten polymer in the flow channel 23 of the branch piece depends on the size and length of the annular space through which the polymer must flow before it is pressed out via the injection molds 26 and 30. The annular throttle channel 25 of a certain length and of a certain cross section results in a fixed pressure loss for a molten polymer stream of a certain temperature and pressure. Since the length of the annular throttle channel 29 is variable, it follows that the pressure loss in this throttle channel is also variable, it increases with increasing length of the channel through which the molten polymer has to flow. If the pressure drop through the throttle channel 29 is increased (by increasing the length of the annulus), the flow rate of the molten polymer through the channel 29 will decrease relative to the flow rate through the throttle channel 25. Likewise, if the pressure loss is reduced (by reducing the length of the Annulus 29), the relative flow rate of the molten polymer through the flow channel will also increase. By suitably adjusting the valve body 28 and thus the length of the annular throttle duct 29, it is possible to “tune in” the arrangement with a high degree of sensitivity and the extrusion speed through the injection mold 30

Extrudier-Geschwindigkeit durch die Spritzform 26 anzupassen. Adjust extrusion speed through the injection mold 26.

Dieses «Einstimmen» oder «Ausgleichen» der Extrudier-Geschwindigkeiten durch die entsprechenden Spritzformen ermöglicht es, dass beide schlauchförmigen Folien mit gleicher Geschwindigkeit abgezogen werden können, während deren Dicken gleichzeitig durch eine entsprechende Verstellung der Geschwindigkeiten der Klemmwalzen aufeinander abgestimmt werden. Dies ermöglicht es dem Hersteller mit einer Vielfach-Spritzformanlage eine erhöhte Produktionsgeschwindigkeit zu erzielen, da in diesem Fall beide Ströme mit maximaler Geschwindigkeit betrieben werden können, lediglich limitiert durch weiter stromabwärts angeordnete Bearbeitungsstationen. This "tuning" or "balancing" of the extrusion speeds by means of the appropriate injection molds enables both tubular foils to be drawn off at the same speed, while their thicknesses are coordinated with one another by correspondingly adjusting the speeds of the pinch rollers. This enables the manufacturer to achieve an increased production speed with a multiple injection molding system, since in this case both streams can be operated at maximum speed, only limited by processing stations arranged further downstream.

Eine solche Ventilanordnung weist den Vorteil auf, dass die Einstellung sehr genau vorgenommen werden kann. Wenn zwei Ventile, wie beschrieben, vorhanden sind, die parallel von einem gemeinsamen Verzweigungsstück gespeist werden und mit identischem Druck im Ausstossraum, ist die Strömungsgeschwindigkeit durch beide Ventile etwa der dritten Potenz der Länge des ringförmigen Drosselkanals proportional. Wenn die anfängliche Länge des variablen Drosselkanals in der Grössenordnung mehrerer Zentimeter liegt, ist es möglich, diese Länge wesentlich zu ändern, so dass eine Feineinstellung der Strömungsgeschwindigkeit erreicht werden kann. Wenn beispielsweise die anfängliche Länge des Ringraums etwa 15 cm beträgt und um einen wesentlichen Betrag, etwa um 0,5 cm geändert wird, resultiert daraus eine Änderung der Strömungsgeschwindigkeit durch diesen Kanal von etwa 10%, vorausgesetzt der Anlieferungsdruck und der Ausstossdruck bleiben unverändert. Dadurch wird eine viel genauere Einstellung ermöglicht, als dies mit den bekannten Ventilen der Fall ist, die mit einem veränderlichen Spalt arbeiten (s. Fig. 3), bei denen bereits eine Verschiebung von etwa 0,13 mm eine Änderung der Strömungsgeschwindigkeit um 28% bewirkt. Such a valve arrangement has the advantage that the setting can be made very precisely. If there are two valves, as described, which are fed in parallel from a common branch and with identical pressure in the discharge space, the flow rate through both valves is approximately proportional to the third power of the length of the annular throttle channel. If the initial length of the variable throttle channel is of the order of several centimeters, it is possible to change this length significantly, so that a fine adjustment of the flow rate can be achieved. For example, if the initial length of the annulus is approximately 15 cm and is changed by a substantial amount, approximately 0.5 cm, the flow rate through this channel will change by approximately 10% provided the delivery pressure and discharge pressure remain unchanged. This enables a much more precise setting than is the case with the known valves which work with a variable gap (see FIG. 3), in which a displacement of approximately 0.13 mm already changes the flow velocity by 28%. causes.

Die vorbeschriebene Ausführungsform weist den weiteren Vorteil auf, dass nur ein einziges Steuerorgan von der Bedienungsperson betätigt werden muss, um die Strömung einzustellen. Die Bedienungsperson braucht keine Entscheidung darüber zu treffen, welcher Knopf bzw. welches Ventilrad verstellt werden muss. Eine Verschiebung des verstellbaren Ventilkörpers nach rechts vermindert die durchschnittliche Dicke des Produkts auf der linken Seite und steigert die Dicke des Produkts auf der rechten Seite und umgekehrt. The above-described embodiment has the further advantage that only one control element has to be actuated by the operator in order to adjust the flow. The operator does not have to make a decision as to which button or which valve wheel has to be adjusted. Moving the adjustable valve body to the right decreases the average thickness of the product on the left side and increases the thickness of the product on the right side and vice versa.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Verzweigungsstück wie vorbeschrieben verwendet, jedoch anstelle nur eines einstellbaren und eines fixen Ventilkörpers zwei einstellbare Ventilkörper verwendet. Eine solche Ausführungsform würde den Vorteil sogar noch grösserer Steuerempfindlichkeit aufweisen, wie auch die Möglichkeit in einem weiteren Bereich von Druckverluständerungen zu arbeiten. In another embodiment of the invention, a branching piece is used as described above, but instead of only one adjustable and one fixed valve body, two adjustable valve bodies are used. Such an embodiment would have the advantage of even greater control sensitivity, as would the possibility of working in a wider range of pressure loss changes.

In einer nochmals anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Ventilanordnung, die in Fig. 5 dargestellt ist, ist der Ventilmechanismus in jeglicher Hinsicht der gleiche wie der in Fig. 4 gezeigte, mit der Ausnahme, dass der Ventilkörper 128 und der ihr zugeordnete ringförmige Drosselkanal 129 im Seitenkanal 123A angeordnet sind und nicht horizontal im Hauptströmungskanal 123 wie bei.der Ausführungsform nach Fig. 4. Das kegelförmige Ende des Ventilkörpers zeigt dabei in Richtung der Spritzform 130. In yet another embodiment of the valve arrangement according to the invention, which is shown in FIG. 5, the valve mechanism is in all respects the same as that shown in FIG. 4, with the exception that the valve body 128 and the annular throttle channel 129 associated therewith are in the side channel 123A are arranged and not horizontally in the main flow channel 123 as in the embodiment according to FIG. 4. The conical end of the valve body points in the direction of the injection mold 130.

Bei jeder der erwähnten Ausführungsformen kann die Längsverschiebung des einstellbaren Ventilkörpers in bekannter Art und Weise bewirkt und überwacht werden (d.h. entweder durch eine Bedienungsperson, welche die durchschnittliche Filmdicke an einer beliebigen Stelle stromab4 In each of the embodiments mentioned, the longitudinal displacement of the adjustable valve body can be effected and monitored in a known manner (i.e. either by an operator who places the average film thickness downstream anywhere 4)

s io s io

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

wärts überwacht), oder mittels einer automatischen Einrichtung zur Überwachung der Filmdicke, die so ausgebildet ist, dass sie die Verschiebung des Ventils steuern kann und jede Abweichung der Dicke der verschiedenen extrudierten Folien ausgleicht. ) or by means of an automatic device for monitoring the film thickness, which is designed in such a way that it can control the displacement of the valve and compensate for any deviation in the thickness of the various extruded films.

Obwohl die Erfindung in bezug auf die Extrudierung von Schlauchfolien aus thermoplastischem Material beschrieben wurde, kann sie auch bei anderen Strangpress-Techniken angewandt werden, beispielsweise bei der Extrudierung flacher Although the invention has been described in relation to the extrusion of tubular films from thermoplastic material, it can also be used in other extrusion techniques, for example in the extrusion flatter

5 630 001 5 630 001

Filme, Fasern, fester Rohre, und geschäumter Kunststoffplatten und Rohre. Der Hinweis in Beschreibung und Zeichnung auf Verzweigungsstücke mit einem einzigen Einlass und zwei daran befestigten Spritzwerkzeugen ist lediglich als s Beispiel des zugrundeliegenden Konzepts zu verstehen. Selbstverständlich kann auch ein Verzweigungsstück verwendet werden, an dem mehrere Spritzwerkzeuge oder auch Einspeisöffnungen vorhanden sind. Films, fibers, solid pipes, and foamed plastic sheets and pipes. The reference in the description and drawing to branching pieces with a single inlet and two injection molds attached to them is only to be understood as an example of the underlying concept. Of course, a branching piece can also be used, on which several injection molds or feed openings are provided.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

630001

PATENT CLAIMS

1. Valve device for controlling the flow of a molten polymer from a supply source, with a branching piece which has an inlet, a flow channel and two or more outlets, characterized in that each outlet (23A, 23B) has a flow restrictor member (24, 28) in the Flow channel (23) is assigned, wherein each flow throttle member (24, 28) is a valve rod with a smaller diameter compared to the diameter of the flow channel (23), and that at least one of the valve rods (28) is axially displaceable in the channel (23).

2. Valve device according to claim 1, characterized in that one of the flow restricting members (24) is fixedly arranged.

3. Valve device according to claim 1, characterized in that both flow restrictors (24, 28) are axially displaceable.

4. Valve device according to one of claims 1 to 3, characterized in that each of the flow restricting members (24, 28) is conical at one end and that these conical ends point towards the inlet (22).

5. Valve device according to one of claims 1 to 3, characterized in that each of the flow restricting members (24, 28) is conical for flow restriction at one end and that these conical ends each point to the adjacent outlet (23A, 23B).