CS160692A3 - Process and apparatus for producing extruded hollow sections ofthermoplastic material - Google Patents

Description

1

Způsob a zařízení k výrobě protlačovaných dutinových profilůz termoplastického materiálu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby protlačovaných dutinovýchprofilů z termoplastického materiálu, zvláště ke zhotoveníokenních nebo dveřních profilů a rovněž svinovacích profilůa podobně, u něhož se tavenina umělé hmoty přivádí tryskouopatřenou alespoň jedním jádrem, ve které je jádro na přívod-ní straně taveniny umělé hmoty spojeno s tělesem trysky a navýstupu z trysky je vytvořeno samonosné a jádro je opatřenokanálem pro přívod vzduchu mezi vnitřními komorami, nebo komo-rou extrudovaného dutinového profilu a atmosférou, který v obvo-du výstupu z trysky vystupuje ven z jeho čela.

Vynález se rovněž týká zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky V extruderu se přívodem energie plastifikuje termoplasti-cký materiál a odvádí se tryskou. Protlačovaný materiál vystu-pující z trysky se nalézá ve vysoce plastickém stavu a probíhákalibry. Kalibrování se u dutinových profilů omezuje výlučněna vnější kontury profilovaného provazce. Podle protlačovanéhoprofilu a stavby trysky se vytvoří více za sebou řazených ka-librovacích jednotek, přičemž uvnitř jednotlivých kalibrova-cích jednotek případně předřazených nebo přiřazených chladičůjsou vytvořena vedení chladící vody.

Materiál profilu ležící uvnitř se chladí zvenku odvodem tepla vedením tepla. Doprava extrudovaného dutinového profilu nastává housenkovým případně řetězovým odtahem zařazeným po kalibru nebo kalibrech případně chladiči, v jehož obvodu seprofilový provazec ochlazuje a tvarově stabilizuje.

Na to navazuje řezací jednotka, kterou se protlačovanýdutinový profil upravuje na požadovanou délku, zvláště nadélku obchodně obvyklou při skladování.

Kanálu případně kanálům vytvořeným v jádru trysky provedení vzduchu mezi vnitřní dutinou nebo vnitřními dutinamiextrudovaného dutinového profilu a atmosférou přísluší přirozdílném způsobu extrudování následující význam.

Extruze dutinových profilů, zvláště; při použití měkké aelastické tvářené hmoty, vede na svém začátku k uzavření extru-dovaného provazce zřícením stěn profilu. Postupnou extruzí by : vznikl : · uvnitř dutino- vého prostoru podtlak, který by dále způsobil zřícení dutinové-ho prostoru.

Dokud je ještě profil na přední koncové straně uzavřen,zajišíuje větrací systém vytvořený uvnitř trysky, kterým můžeproudit vzduch, uvnitř dutiny nebo dutin dutého profilu atmo-sférický tlak. Jakmile je odříznutím otevřena čelní stranaprofilového provazce, nastává větrání otevřeným koncem profi-lového provazce. U dutých profilů, například u hadic, které se extrudujía navíjejí kontinuálně, nastává větracími kanály vytvořenýmiv jádru trysky tlakové vyrovnání uvnitř provazce profilu. Ta-ké při tomto způsobu extrudace je důležité vyrovnání tlaku,které zabraňuje podtlaku v dutině protlačovaného profilu, kte-rý způsobuje zhroucení profilu a jednak je také na závadu ne-bo znemožňuje vnější vakuovou kalibraci. Větrací kanály v jádru trysky se použijí při výrobě foliík přívodu tlakového vzduchu. Přitom tenkostěnné hadice se extrudují a následně se neprotahují kalibry, nýbrž se náhradou na- - 3 - foknou tlakovým vzduchem a uvedou se na definitivní dilataci.Po vychladnutí nafouknuté hadice se pak tato navine jako zdvo-jená folie.

Hospodárnost způsobu extruze závisí na její rychlosti.Důležitými parametry ve vztahu k rychlosti extruze jsou extru-dovaný výkon a rychlost výstupu extrudovaného provazce, kterápodstatně závisí na chlazení vytlačovaného profilu. U způsobu používaného až dosud nastává chlazení na vněj-ším obvodu protlačovaného provazce. Přitom se musí teplo stěnležících uvnitř protlačovaných dutinových profilů dostatečněodvést ven vedením tepla.

Chlazení nastává přímo nebo nepřímo v chladiči opatřenémvtokem vody.

Podstata vynálezu

Vynález pokládá za základ takový způsob nebo řazení za-řízení nahoře uvedeného typu, aby se zlepšila se zvýšením ry-chlosti extruze i hospodárnost.

Tento úkol je ve shodě s vynálezem vyřešen tím, že běhemextruze dutinového profilu proudí kanálem nebo kanály tryskyplynné ochlazovací medium ve směru nebo protisměrně k extruzidutinového profilu.

Jako plynné ochlazovací medium se používá zvláště vzduch,který se nasává z vnitřní dutiny nebo vnitřních dutin běhemextruze profilu kanálem nebo kanály trysky, přičemž otevřenýmextruzním provazcem proudí okolní vzduch.

Ke zintenzivnění chlazení se může chladící médium přivést vodícím prostředkem uloženým v trysce a vnitřními plochami du- tého profilu do vnitřní· dutiny nebo vnitřních dutin dutinového - 4 - profilu a vede se na vnitřní plochy dutého profilu.

Rovněž může být výhodné turbulentní proudění chladícíhomédia vedené na vnitřní stěny dutinového profilu během jejichextruze.

Aby se plynným chladícím mediem, který je tryskou vedenv kanále nebo kanálech, nezhoršovaly teplotní poměry v trysce,mohou se kanály izolovat vrstvou tepelné izolace.

Kanály se také mohou vytvořit v trysce trubičkami z ma-teriálu obtížně vedoucího teplo. Tyto trubičky se mohou takévyvést na výstupní straně trysky z jejího čela, takže chladí-cí medium se odebírá nebo předává.v odstupu od čela a vstupnípřípadně výstupní otvor trubiček je opatřen tepelně izolačnívzduchovou vrstvou.

Další znaky vynálezu jsou patrné z vedlejších nároků.

Popis obrázků na výkresech Příklady provedení vynálezu jsou dále znázorněny na vý-kresech a v následujícím jsou pppsány. Na výkresech znázorňuje:obr. 1 v perspektivním znázornění zjednodušené trysky v podél- ném řezu; obr. 2 diagram ke způsobu, při kterém jsou proudění chladícíhovzduchu a směr extruze dutinového profilu protisměrné; obr. 3 diagram ke způsobu, při kterém jsou proudění chladícíhovzduchu a směr extruze dutinového profilu shodné; obr. 4 trysky ke zhotovení více komorového profilu pro okna nebo dveře v perspektivním znázornění a částečném řezu; obr. 5 další typ provedení trysky v částečném podélném řezu. Příklady Drovedení vynálezu - 5 -

Tryska 1 zobrazená na obr. 1 sestává z jádra 2, kteréje po obvodu opatřeno semonosnou lisovnicí _3 tvořící výstuppro protlačovaný dutinový profil a sestává ze tří jednotlivýchjader 4, 6. Tato jednotlivá jádra 4, 5,- 6 tvoří s lisovni- cí Ji příčnou konturu protlačovaného více komorového profilu.

Tavenina umělé hmoty se tryskou 1 vede ve směru šipky J.Protlačovaný profil opouští trysku ve výstupní části 8 trysky. Jádro 2 je blízko přívodní strany pevně spojeno s trys-kou 1. Jednotlivá jádra 4, 5., & jsou opatřena kanálem 9, kte-rý nejprve probíhá jádrem 2 v podélném směru a může vést venčástí 9a kanálu odbočující v pravém úhlu. Těmito kanály J9 a částí 9a kanálu se pohybuje plynné chladici médium, výhodně chladící vzduch, bud proti směru extruzenebo ve směru extruze dutinového profilu.

Jako výhodné se osvědčilo vedení chladícího vzduchu pro-ti směru extruze dutinového profilu vyobrazené na obr. 2. Přitomto způsobu se odsává během extruze, kanály 9 a částí 9a vtrysce _1 vzduch z vnitřní komory nebo vnitřních komor dutino-vého profilu, přičemž vzduch z prostředí proudí jako chladícívzduch na otevřený extrudační provazec ve vnitřní části dutinového profilu.

Na základě různých průřezů otvorů vnitřní komory případ-ně vnitřních komor a kanálů j9, 9a odpovídá tlak ve vnitřní ko-moře nebo vnitřních komorách v podstatě atmosferickému tlaku,aniž vzniknou tlakové rozdíly, které by mohly zmenšit kvalituproduktu. Výhoda při popsaném směru proudění chladícího vzduchuspočívá v tom, že se proud chladícího vzduchu k trysce ohřeje,což vede souběžně s vnějším chlazením k účinnému stejnoměrné-mu snížení teploty extrudovaného zboží. U vstupu chladícíhovzduchu se vzduch v obvodu trysky 1 ohřívá až tak silně, že - 6 - nepůsobí rušivě na funkční teplotu trysky 1, přičemž malérozdíly teploty se mohou stát jednoduchými opatřeními natrysce 1 neúčinné.

Na obr. 2 je znázorněna křivka 10 proúdu chladícího vzdu-chu a křivka 11 vnějšího chlazení.

Vytažená čára znázorňuje teplotní křivku 12 extrudované-ho dutinového profilu. V diagramu podle obr. 3, ve kterém se používají shodnévztahové značky jako na diagramu podle obr. 2, se shoduje směrproudění chladícího vzduchu se směrem extruze dutinového pro-filu. Při tomto způsobu sice nastává snížení teploty extrudo-vaného dutinového profilu ihned za tryskou 1, avšak ohřátímchladícího vzduchu následujícím obvodem profilu se dále nechladí tak účinně. Aby v trysce 1 nenastalo silné ochlazení, musíse kanály 9 a část 9a kanálu obklopit materiálem obtížně ve-doucím teplo.

Způsob podle obr. 2 má další výhodu, že jím nastává zvláště v obvodu profilu silný pokles teploty, kterýssebou přinášízpevnění materiálu a tím dovoluje vyšší rychlost odvodu.

Obr. 2 a 3 ukazují jenom tendence průběhu teplot.

Na obr. 4 je znázorněna lisovnice 13 druhého provedenís vloženým jádrem 14 druhého provedení, jehož kanály jsou vy-tvořeny k vedení plynného chladícího media případně chladící-ho vzduchu v obvodu trysky jako trubičky.· 15 ♦ Tyto trubičky 1?jsou zhotoveny z materiálu obtížně vedoucího teplo, takže chladici medium proudící trubičkami lg teplotu trysky neovlivňujenebo jen nepodstatně. V obvodu lisovnice 13 se musí zachovat plasticita duti-nových profilů 16. - 7 - Z obr. 4 vyplývá, že trubičky 15 vyčnívají na výstupnístraně trysky z čelní plochy 17 jádra případně z čelní plo-chy 18 lisovnice, která lícuje s čelní plochou 17 jádra.Výstupní případně vstupní otvory 19 trubiček 15. které jsouzhotoveny nejen z materiálu obtížně vedoucího teplo, nýbrž ta-ké z vysoce žáruvzdorného materiálu, leží v odstupu od čelníplochy 17 jádra a od čelní plochy 18 lisovnice, takže proudplynného chladícího media, chladícího vzduchu, končí u odsá-vacího zařízení v odstupu od čelní plochy 17 jádra a od čel-ní plochy 18 lisovnice nebo začíná před těmito čelními plocha-mi 17, 18 napájením trubiček 15 ve vnitřní komoře extrudované-ho dutinového profilu 16, v obou případech nepůsobí proud plyn-ného chladícího media na trysku chladícími účinky, poněvadžse až k čelní ploše 17 jádra nalézá izolačně působící polštářvzduchu. U příkladného provedení podle obr. 5 je na výstupním otvo-ru lisovnice 20 třetího provedení před jádrem 21 třetího pro-vedení připevněna objímka 24 přizpůsobená vnitřní komoře 22extrudovaného dutinového profilu 23 třetího provedení, předkterou je upevněna na stojinách 26 vodící deska 25«

Na zobrazeném příkladu provedení se uloží dno 28 objímky 24 opatřené průvlekovým otvorem 27 prostřednictvím příruby 29závitového pouzdra 30 na jádro 21 třetího provedení, které jenašroubováno v závitovém vývrtu 31 jádra 21 třetího provedení.Bnwdna *feohoto závitového vývrtu 31 ústí kanál _9, kterým proudíchladící vzduch.

Na příkladu provedení je mezera pro proudění mezi vodícídeskou 25 a vnitřním ostěním extrudovaného dutinového profilu23 třetího provedení vytvořena se stejnou oběžnou délkou.

Jestliže je extrudovaný dutinový profil 23 vytvořen s ví-ce komorami, jejichž mezistěny mají rozdílnou tlouštku oprotivnější stěně profilu, jsou rozměry mezery mezi vodící deskou 25 a mezistěnou případně vnější stěnou různé. Stěna větší tlouš 8 ky, která musí být chlazeny intenzivněji než duté mezistěny,se opatří menší mezerou pro proudění, takže se v této meze-ře zvyšuje rychlost proudění plynného chladícího media a ochlazování se zintenzivňuje.

Existuje ale také možnost vytvořit turbulentní proudění,přičemž se ochlazovací medium spojí vysokou rychlostí mimoochlazované plochy a ve vnitřní komoře nebo ve vnitřních ko-morách případně v mezeře mezi vodící deskou 25 nebo vodícímideskami 25 a ochlazovanou vnitřní stěnou vznikne víření prou-du. Z obr. 5 vyplývá,'že se proud chladícího vzduchu vedepo proniknutí kolem vodící desky 25 mezerou mezi stojinami .26do vnitřního prostoru objímky 24 a následně proudí závitovýmpouzdrem 30, načež se vede kanálem 9 k vakuovému čerpadlu. U trysky podle obr. 5 tím nastává v odstupu od lisovnice20 třetího provedení intenzivní ochlazování extrudovaného du-tinového profilu 23 třetího provedení, takže se proud chladí-cího média ohřívá a při proudění kanálem 9 nenastávají nevý-hodné důsledky na teplotu trysky.

Intenzivní ochlazování stěn dutinového profilu 23 třetí-ho provedení a také jeho vnitřních stěn přináší zpevnění těch-to stěn a zajišťuje také to, že se může zvýšit rychlost odbě-ru profilu.

Protože se profily dělí pilou na stanovené délky, musíse zabránit, aby to rovněž při proudění chladícího vzduchu vestejném směru se směrem axtruze dutinového profilu jako téžpři protisměrném proudění chladícího vzduchu proti směru extru·ze dutinového profilu nevedlo ke krátkodobému uzavření vnitř-ní komory nebo vnitřních komor rotujícím řezným listem. Podlevedení chladícího vzduchu by docházelo ve vnitřní komoře du-tého profilu tímto uzavřením k přetlaku případně k podtlaku. - 9 -

Tomuto podtlaku nebo přetlaku ve vnitřní komoře protla-čovaného dutého profilu se může zabránit tím, že se pilovýlist na obvodu rozdělí, opatří se otvory vedoucími ochlazova-cí medium.

Existuje také možnost opatřit těleso pilového listu na-sazeným bočně přečnívajícím břitem z tvrdokovu, $ákže mezibřitem z tvrdokovu a tělesem pilového listu existuje mezerapro chladící medium.

Další technická možnost spočívá v tom, že se tryskaopatří přepínacím ventilem, kterým se přivádí chladící vzducha vnikne do vakuového čerpadla. Při krátkodobém uzavření čel-ních otvorů v protlačovaném dutém profilu pilovým listem sepřepnutím ventilu krátkodobě přeruší proud chladícího vzduchuve vnitřní komoře dutého profilu a nasává se okolní vzduch.Jakmile pilový list znovu uvolní dílčí plochy koncového otvoruprotlačovaného profilu, nastane přeřazení ventilu do výchozfpolohy, ve které se chladící vzduch nasává vnitřní komorou; du-tého profilu.

Stavební profily, které se používají k výrobě oken, dve-ří žaluzií nebo podobně, mají obecně tlouštku vnější stěny,která tepelně izolačními účinky svého materiálu brání dobrémuchlazení vnitřních stěn komory.

Vně provedeným přímým chlazením, například chlazením vo-dou, se ovlivní výsledek vnější kalibrace. Rozměrová stálostvnitřních stěn komor je podporována jen tehdy, když se rychlostodvodu extrudovaného profilu volí tak, že zůstane dostatečnádoba pro odvod tepla vnějším chlazením.

Zavedením vnitřního chlazení se zpevňují a rozměrově fi- xují vnitřní stěny komory, které jsou většinou vytvořeny ten- ké jako kontury. Touto rozměrovou fixací, ale také vesměs brzkou stabilizací a pevností se může zvýšit, rychlost odběru a tím hospodárnost výroby profilu. 10 -

Zavedením vnitřního chlazení plynným mediem je dosaži- telné zvýšení rychlosti extruze dutinového profilu o alespoň 25 až 30 %.

Claims (1)

1. - 11 - PATENTOVÉ NÁROKY 1) Způsob výroby protlačovaných dutinových profilů z termo-plastického materiálu, zvláště ke zhotovení okenních nebodveřních profilů a rovněž svinovaných profilů a podobně,u něhož se tavenina umělé hmoty přivádí tryskou opatřenoualespoň jedním jádrem, které je na přívodní straně taveni-ny umělé hmoty spojeno s tělesem trysky a na výstupu z trys-ky je vytvořeno samonosné a je opatřeno kanálem pro vedenívzduchu mezi vnitřní komorou nebo vnitřními komorami extru-dovaného dutinového profilu a atmosférou, který v obvoduvýstupu z trysky vystupuje z jejího čela, vyznačující setím, že během extruze dutinového profilu (16, 23); protékákanálem (9) trysky (1), a vnitřní komorou nebo vnitřními ko-morami dutinového profilu (16, 23) ve směru extruze neboproti směru extruze dutinového profilu (16, 23) plynné chla-dící medium. 2) Způsob podle nároku 1) vyznačující se tím, že se při oddě-lení extrudovaného provazce pilou vytvoří v obvodu pilypřepouštěcí otvor nebo se krátkodobě- rozpojí proudění chla-dícího media. 3.) Způsob podle nároku 1) vyznačující se tím, že se během extru-ze dutinového profilu (16,23) odsává z vnitřní komory nebovnitřních komor dutinového profilu kanálem (9) vzduch a naotevřeném extruzním provazci se nasává okolní vzduch. 4> Způsob podle nároků 1) až 3)} vyznačující se tím, že se plyn- ' né ohladící medium přivádí vodícím prostředkem spojeným s jádrem (2,14,21) trysky (1) podél vnitřní plochy vytvořené ve vnitřní komoře nebo vnitřních komorách dutinového profi- lu (16,23). 12 5) Způsob podle nároků 1) až 4) vyznačující se tím, že senucená pohybující plynné chladící medium přivádí rychlo-stí, při které vzniká turbulentní proudění. 6) Způsob podle nároku 5) vyznačující se tím, že se běhemextruze dutinového profilu přidají do vnitřní komory nebovnitřních komor prostředky víření proudu, které se nepří-mo nebo bezprostředně spojí s jádrem (2,14,21) trysky (1). 7) Zařízení k výrobě protlačovaných dutinových profilů z ter-moplastického materiálu, zvláště ke zhotovení okenních ne-bo dveřních profilů a rovněž svinovaných profilů a podob-ně, s tryskou, kterou se přivádí tavenina umělé hmoty, opa-třenou alespoň jedním jádrem, které je na přívodní stranětaveniny umělé hmoty spojeno s tělesem trysky a na výstupuz trysky je vytvořeno samonosné a je opatřeno kanálem provedení vzduchu mezi vnitřní komorou nebo vnitřními komora-mi extrudovaného dutinového profilu a atmosférou, který v obvodu výstupu z trysky vystupuje z jejího čela, vyznaču-jící se tím, že kanály (9) a jejich části (9a) kanálu vytvořené v jádru (2,14,21) nebo jednotlivých jádrech (4,5,6)jsou opatřeny vrstvou tepelné izolace. 8) Zařízení podle nároku 7) vyznačující se tím, že v jádru(2,14,21); jsou vytvořeny trubičky (15) z materiálu obtíž-ně vedoucího teplo. 9) Zařízení podle nároku 8) vyznačující se tím, že trubičky(15:) na čelní straně trysky (li vyčnívají z čelní plochy(17) jádra. 10); Zařízení podle nároku 7) vyznačující se tím, že na výstup-ní straně trysky (1)) je na jádru (2,14,21) připevněna ob-jímka (24) přizpůsobená vnitřní komoře (22) extrudovanéhodutinového profilu (23), před kterou je připevněna na sto-jině (261 vodící deska (25), která ohraničuje spolu s ob-jímkou (24) oběžnou přerušovanou mezeru ve stojině (26). - 13 - 11) Zařízení podle nároku 7)» u kterého se extrudovaný pro-vazec profilu rozděluje pilou na obchodní délku, vyzna-čující se tím, že těleso pilového listu je na obvodu opa-třeno otvory k vedení chladícího media. 12) Zařízení podle nároku 7) vyznačující se tím, že tělesopilového listu je opatřeno nasazeným bočně přečnívají-cím břitem z tvrdokovu. 13) Zařízení podle nároku 7) vyznačující se tím, že kanál (9)případně jeho část (9a) nebo trubičky (15) trysky (1) jsoupřipojeny k přepínacímu ventilu.