DE1016009B

DE1016009B - Verfahren zum Strangpressen von Hohlkoerpern aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE1016009B
Application number: DER14629A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Aloisi Reifenhaeuser
Original assignee: ANTON REIFENHAEUSER FA
Current assignee: ANTON REIFENHAEUSER FA
Priority date: 1954-07-15
Filing date: 1954-07-15
Publication date: 1957-09-19
Also published as: US3229005A; GB780900A; FR1134102A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Strangpressen von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen, bei welchem der aus dem Pressenmundstück austretende, plastisch verformbare Hohlkörper in einer rohrförmigen Kalibriervorrichtung unter dem Druck eines gasförmigen Mediums zum Anliegen gebracht und anschließend durch Abkühlung gehärtet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Hierbei treten bekanntlich Schwierigkeiten auf, weil die eben aus der Düse austretenden noch weichen Rohre leicht ihre Form verlieren, und zwar besonders dann, wenn thermoplastische Kunststoffe verarbeitet werden, deren Viskosität beim Austritt aus der Spritzdüse des Spritzkopfes, d. h. also bei der Arbeitstemperatur der Düse, verhältnismäßig klein ist, so daß das Rohr wegen seiner Weichheit keine genügende Standfestigkeit besitzt. Man kann diesem Übelstand teilweise dadurch begegnen, daß man das Rohr in hinreichend kurzem Abstand von der Düse kühlt und dadurch die Viskosität erhöht. Ganz allgemein steigt jedoch die Tendenz zur Deformation mit abnehmender Wandstärke und zunehmendem Rohrdurchmesser, unabhängig von der Art des Kunststoffes.

Zur Vermeidung dieser Nachteile hat man auch schon vorgeschlagen, Rohre aus Polyamid in einem vertikalen Spritzkopf herzustellen und senkrecht nach unten zwecks schneller Abkühlung in ein Wasserbad einzuführen. Ferner ist es bekanntgeworden, bei Rohren mit einem horizontal arbeitenden Spritzkopf unter Zuhilfenahme von Druckluft und mit einer in kurzem Abstand vor der Spritzdüse befindlichen gekühlten Kalibrierdüse zu arbeiten. Die Drückluft wird hierbei durch eine Bohrung des in der Düse des Spritz-^ kopfes angeordneten Domes (Pinole) dem Rohrinnefn zugeführt und so eingestellt, daß das noch weiche Kunststoffrohr gegen die Innenwand der Kalibrierdüse angedrückt und dabei von dieser abgekühlt wird. Zur Aufrechterhaltung des gewünschten Druckes in dem Rohr wird dieses im gekühlten Teil durch einen Stopfen od. dgl. verschlossen, wobei entweder ein elastischer, durch einen Stab, Draht od. dgl. in hinreichendem Abstand vom Dorn gehaltener Stopfen Verwendung findet, über den sich das Kunststoffrohr kontinuierlich hinwegschiebt, oder es wird ein mitlaufender fester Stopfen verwendet.

Beide Maßnahmen sind jedoch in der Praxis nicht befriedigend, denn im Falle eines festen Stopfens ist es nicht einfach, das Kunststoffrohr zu Beginn seines Austrittes aus dem Spritzkopf über diesen Stopfen zu ziehen, während im Falle des mitlaufenden Stopfens jedesmal beim Abschneiden einer Rohrlänge Luft entweicht, so daß das Rohr an der Stelle seiner größten

zum Strangpressen von Hohlkörpern
aus thermoplastischem Kunststoff

Anmelder:

Fa. Anton Reifenhäuser,
Troisdorf (Bez. Köln), Frankfurter Str. 46

Friedrich Aloisius Reifenhäuser, Troisdorf (Bez. Köln), ist als Erfinder genannt worden

Weichheit, also unmittelbar am Spritzkopf, augenblicklich zusammenfällt.

Man hat auch schon vorgeschlagen, auf einer Strangpresse Hohlkörper aus Kunstharzmassen in der Weise herzustellen, daß an dem Preßzylinder ein langes beheiztes, mit einem Innendorn ausgerüstetes Rohr angeschlossen ist. Hierbei entstehen jedoch auch die bekannten Schwierigkeiten bei der Entfernung des Innendornes, und außerdem können mittels solcher Innendorne nur Rohre begrenzter Länge hergestellt werden.

Ferner wurde ein Verfahren in Vorschlag gebracht, bei welchem das aus einer Düse ausgespritzte Rohr in der danach folgenden Vorrichtung kalibriert und erhärtet wird, wobei die Abstützung des Hohlkörpers gegen ein Zusammenfallen der noch plastischen Wan-

~ -ndungen durch Luftdruck erfolgt, der durch den Spritzkopf-dem austretenden Rohr zugeführt wird. Auch bei dieser Anordnung muß aber das freie Ende des Rohres verschlossen bleiben, damit der innere Luft-

4-0 druck erhalten bleibt.

Die Anwendung von Kalibrierrohren zur Begrenzung der äußeren Abmessungen von nach dem Strangpreßverfahren erzeugten -Produkten ist bei der Herstellung vollwandiger Körper, wie z. B. Stangen, ebenfalls an sich bekannt. Zur Verminderung der Reibung hat man hierbei das Kalibrierrohr aus einem besonders gleitfähigen Stoff hergestellt. Für die Herstellung von Rohren würde jedoch diese Maßnahme nicht ausreichen, da es hier vor allem darauf ankommt, die Rohrwandung während des Durchganges durch das Kalibrierrohr zum festen Anliegen zu bringen.

Gemäß der Erfindung wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, den Anpreßdruck zwischen dem Kunststoffhohlkörper und der Kalibriervorrichtung

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durch an der äußeren Mantelfläche des Hohlkörpers angreifenden Unterdruck zu erzeugen. Beim Austritt aus dem Spritzkopf einer Schneckenpresse wird also das Rohr einem an der äußeren Mantelfläche angreifenden Vakuum ausgesetzt, wobei der Hohlkörper, z.B. ein Rohr, gegen eine den endgültigen Querschnittsabmessungen entsprechende Lehre oder Kalibrierbohrung bei gleichzeitiger Kühlung der Kunststoffmasse bis zur Erstarrung gepreßt wird.

messer auf als der Außendurchmesser der Spritzdüse ist, und es ist mit einer Durchbrechung oder mehreren Durchbrechungen 6 versehen. Dieses Rohr 5, das mit einer Ummantelung? eine geschlossene Kammer la 5 um das Kalibrierrohr herum bildet, bestimmt die Form und Größe des fertigen Kunststoffrohres. Die das Vakuum enthaltene Kammer 7a steht über eine Saugleitung 8 mit einer nicht dargestellten Saugvorrichtung, z. B. einer Vakuumpumpe, in Verbindung.

Durch die Anwendung eines Unterdruckes, der das io Infolge des Vakuums in der Kammer 7a tritt an den Rohr oder den Hohlkörper in radialer Richtung durch öffnungen 6 ein Sog auf, der das Kunststoffrohr an Zugkräfte beansprucht, wird das sonst eintretende die Innenwandung des Kalibrierrohres 5 drückt. Zusammenklappen der Rohre wirksam vermieden und Dieses Rohr 5 ist an dem dem Spritzkopf abgewandgleichzeitig durch die Abkühlung bis zur Erstarrung ten Ende mit einer Kühlkammer 9 verbunden, die z. B. das Rohr oder der Hohlkörper in der vorgeschriebenen 15 von Kühlwasser ständig durchflossen wird. Durch Abmessung standfest gemacht. guten Wärmekontakt zwischen Kalibrierrohr 5 und

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Ver- Kühlkammer 9 kann erreicht werden, daß das RoIr 5 fahrens sind in der Wandung einer den Hohlkörper eine für die Erstarrung des Kunststoffkörpers ausaufnehmenden Kalibriervorrichtung, wie z. B. in reichend niedrige Temperatur beibehält. Die Kühleinem Kalibrierrohr, Durchbrechungen zum Ansaugen 20 kammer 9 befindet sich vorzugsweise an dem Austrittsven Luft zwecks Erzeugung bzw. Aufrechterhaltung ende des Kunststoffrohres, um einen an sich erwünschdes Unterdruckes zwischen Kunststoffhohlkörper und ten abfallenden Temperaturgradienten längs des Kali-Kalibriervorrichtung vorgesehen. Das Kunststoffrohr brierrohres 5 vom Eintritt bis zum Austritt des er-tritt in dieses mit Düsen versehene Kalibrierrohr in zeugten Hohlkörpers zu erzielen. Für Werkstoffe, die so weichem Zustand ein, daß der Luftsog ausreicht, 25 eine intensivere Kühlung erfordern, ist ein Kalibrferum das Rohr zu dehnen und es an die Wand des rohr von größerer Wandstärke aus einem Material Kalibrierrohres heranzuziehen. guter Wärmeleitfähigkeit vorzusehen. Statt dessen

Um eine Kühlung und damit schnelle Erstarrung können weitere Kühlkammern auch an der Eintrittsdes weichen Kunststoffrohres nach erfolgter Auf- seite des Kalibrierrohres und eventuell auch um den weitung zu erzielen, steht das Kalibrierrohr in wärme- 30 Mantel 7 oder es kann eine gemeinsame durchlaufende leitender Verbindung mit einer von Wasser oder einem Kühlkammer vorgesehen sein.

anderen Kühlmedium durchflossenen Kühlkammer. In den Fällen, in denen die Länge des Kalibrier-

Zweckmäßig ist diese Kühlkammer unmittelbar auf rohres 5 nicht ausreicht, um das Kunststoffrohr hindas nach der Austrittsseite des Kunststoffhohlkörpers reichend zu kühlen, verwendet man eine Anordnung hin verlängerte Kalibrierrohr unmittelbar aufgesetzt, 35 nach Fig. 2, bei welcher das Kalbirierrohr 10 bis so daß die Verlängerung gleichzeitig die innere Be- zum Ende der Kühlkammer 12 durchgeführt ist, so grenzungsfläche der Kühlkammer bildet. Die Stärke daß das Kunststoffrohr noch über eine weitere der Kühlung wird so eingestellt, daß das Rohr nach Strecke nachgekühlt wird.

dem Anlegen an die Innenwand des Kalibrierrohres Die Ausbildung der öffnungen im Kalibrierrohr

soweit abgekühlt ist, daß es nach dem Austritt aus 4° kann auf verschiedene Weise erfolgen. So zeigt Fig. 3 der Anordnung seine Form nicht mehr verliert, es ein Kalibrierrohr 15 mit einem Ringspalt 13, der also standfest geworden ist. Unter Rohr wird in durch Verschieben eines Stutzens 14 gegenüber dem diesem Zusammenhang jeder rohrähnliche Hohl- festen Rohrteil 15 verändert werden kann. Die Rohrkörper verstanden, also nicht nur Rohre in eigent- teile 14 und 15 begrenzen zusammen mit dem Mantel lichem Sinne mit kreisförmigem Querschnitt, sondern 45 16 die Vakuumkammer. Bei kreisförmigen Rohrquerallgemeine Hohlkörper mit beliebig geformtem Quer- schnitten kann der Stutzen 14 in einfacher Weise schnitt und Wandstärken, sowie auch derartige durch ein Feingewinde verstellbar gemacht werden. Schläuche. Bei anderen Rohrquerschnitten kann die Längsver-

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Schiebung des Stutzens z.B. mittels Zahnstange und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens ge- 50 Zahnritzel oder auf ähnliche Weise bewirkt werden, maß der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt -Bei der Ausführungsform des Kalibrierrohres ge-

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch die" maß Fig. 4 sind eine Anzahl feiner Bohrungen 17 Gesamtvorrichtung mit dem zu behandelnden Kunst- über den Umfang des Rohres verteilt, und zwar vor-

stoffrohr, zugsweise derart, daß die Löcher, in axialer Rich-

Fig. 2 einen senkrechten Längsschnitt durch eine 55 tung gesehen, gegenseitig auf Luke stehen. Diese Anandere Ausführungsform, Ordnung verhindert das Auftreten lästiger Riefen auf Fig. 3 einen senkrechten Längsschnitt durch ein der Oberfläche des Erzeugnisses, z. B. auf der eines Kalibrierrohr mit spaltförmiger Düse, Kunststoff rohres.

Fig. 4 eine Ansicht eines Kalibrierrohres mit kreis- Eine besonders zweckmäßige Ausbildung eines

runden Luftöffnungen, 60 Kalibrierrohres gemäß Fig. 4 für die Herstellung von

Fig. 5 die Ansicht auf ein abgewickeltes Kalibrier- Rohren mit 20 mm Außendurchmesser besteht aus

einem Messingrohr mit 20 mm Innendurchmesser und 35 mm Länge, das mit Bohrungen 17 von 0,7 mm Durchmesser versehen ist, die, in axialer Richtung Dorn 2 austretende noch weiche Kunststoffrohr 3 ge- 65 gesehen, auf sechs aufeinanderfolgenden Radiallangt in das Kalibrierrohr 5, das im Abstand I von ebenen zueinander versetzt liegend angeordnet sind, einigen Millimetern bis zu einigen Zentimetern je Dabei beträgt der Abstand von Bohrung zu Bohrung nach Art des zu verformenden Kunststoffes konzen- 2 mm. Der Durchmesser dieser Bohrungen ist betrisch zur Spritzdüse 1, 2 angeordnet ist. Das Kali- grenzt, damit sich keine Streifen auf der Oberfläche brierrohr 5 weist einen etwas größeren Innendurch- 7° des Kunststoffes abbilden. Statt der Bohrungen

rohr mit schräg gestellten und auf Luke stehenden
schlitzförmigen Luftöffnungen.

Das aus dem Ringspalt zwischen Spritzdüse 1 und

können auch vorzugsweise schräg verlaufende Schlitze 19 in die Wandung des Kalibrierrohres eingeschnitten sein, die, wie Fig. 5 als Zylinderabwicklung zeigt, so angeordnet sind, daß sie, in Querrichtung zum Rohr gesehen, sich gegenseitig überdecken. Zweckmäßig werden mehrere derartige Schlitzreihen hintereinander angebracht.

Mit den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen einer Kalibriervorrichtung können Rohre und Schlauchprofile aus allen auf der Schneckenpresse zu verarbeitenden thermoplastischen Kunststoffen, wie z. B. Polyvinylchlorid mit und ohne Weichmacher, Polyäthylen, Polyamid, Polystyrol, Polymetrakylat, Polyfluoräthylen u. dgl., mit größter Präzision und bester Oberflächenbeschaffenheit hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Strangpressen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff, bei welchem der aus dem Pressenmundstück austretende noch plastisch verformbare Hohlkörper in einer rohrförmigen Kalibriervorrichtung unter dem Druck eines gasförmigen Mediums zum Anliegen gebracht und anschließend durch Abkühlung erhärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck zwischen dem Kunststoffhohlkörper und der Kalibriervorrichtung durch an der äußeren Mantelfläche des Hohlkörpers angreifenden Unterdruck erzeugt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung einer den Hohlkörper aufnehmenden Kalibriervorrichtung, wie z. B. in einem Kalibrierrohr, Durchbrechungen zum Ansaugen von Luft zwecks Erzeugung bzw. Aufrechterhaltung des Unterdruckes zwischen Kunststoffhohlkörper und Kalibriervorrichtung vorhanden sind.

3. .Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalibrierrohr in wärmeleitender Verbindung mit einer von Wasser oder einem anderen Kühlmedium durchflossenen Kühlkammer steht.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalibrierrohr nach der Austrittsseite des Kunststoffhohlkörpers hin verlängert ist, so daß es gleichzeitig die innere Begrenzungsfläche der Kühlkammer bildet.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalibrierrohr aus einem feststehenden Rohr und einem in axialer Richtung verstellbaren Rohrstutzen gleicher lichter Weite besteht, wobei der zwischen Rohr und Rohrstutzen frei bleibende Spalt zum Ansaugen der Luft dient.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen zum Ansaugen der Luft aus ringförmig auf dem Mantel des Kalibrierrohres verteilt liegenden Bohrungen bestehen, die auf Luke stehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen in dem Kalibrierrohr aus schräg gestellten, entlang eines Mantelringes verlaufenden Schlitzen bestehen, die sich in aufeinanderfolgenden Mantelringen wiederholen und von Ring zu Ring zueinander auf Luke stehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 384 998;
USA.-Patentschriften Nr. 2 423 260, 2 529 897,
566 854, 2 579 815.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen