DE102005026726A1

DE102005026726A1 - Extrusionsblaskopf

Info

Publication number: DE102005026726A1
Application number: DE102005026726A
Authority: DE
Inventors: Claus-Dieter Koetke
Original assignee: THERMO-TECHNIK-SYSTEME GmbH; Thermo Technik Systeme GmbH
Current assignee: THERMO-TECHNIK-SYSTEME GmbH; Thermo Technik Systeme GmbH
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-14

Abstract

Ein Blaskopf zum Extrudieren eines schlauchförmigen Kunststoffvorformlings umfasst einen feststehenden Düsenkern (2) und einen Düsenkörper (10), die einen Austrittsspalt (S) begrenzen. Der Düsenkörper (10) ist mittels eines Druckringes (12) und an diesem angreifenden Stellvorrichtungen schwenkbar. Zur Verminderung des Verschleißes an den Angriffspunkten der Stellvorrichtungen am Druckring und zur Reduzierung der zum Schwenken des Düsenkörpers notwendigen Kräfte umfassen die Stellvorrichtungen doppelt wirkende Aktoren, z. B. Hydraulikzylinder (21) oder Spindelantriebe.

Description

Das Hauptpatent betrifft einen Extrusionsblaskopf zur Erzeugung eines schlauchförmigen Vorformlings aus Kunststoff, mit einem Austrittsspalt zwischen einem feststehenden Düsenkern und einem Düsenkörper, der mittels eines Druckringes und an diesem angreifenden Stellvorrichtungen zur umfangsabhängigen Veränderung der Weite des Austrittsspaltes schwenkbar gelagert ist.

Das Hauptpatent geht von einem aus der DE-C-195 37 132 bekannten Extrusionsblaskopf aus, dessen Düsenkörper zur Erzielung einer umfangsabhängig unterschiedlichen Wandstärke des Vorformlings mittels zweier exzentrisch gelagerter, den Düsenkörper umschließender Verschieberinge und an diesen angreifenden Hebeln verschiebbar ist.

Zur Reduzierung der Kräfte, welche zur umfangsabhängigen Veränderung des Austrittsspaltes notwendig sind, ist der Düsenkörper gemäß dem Hauptpatent in dem Blaskopf schwenkbar gelagert. Aufgrund der reduzierten Kräfte können die kraftaufnehmenden Teile des Blaskopfes mit geringeren Wandstärken ausgeführt werden. Ebenso sind die Stellvorrichtungen einfacher, kleiner und leichter als im Stand der Technik.

Gemäß dem Hauptpatent wird der Düsenkörper vorzugsweise durch vier an einem Druckring angreifende Stellvorrichtungen geschwenkt, von denen sich je zwei paarweise gegenüberliegen. Die Paare sind gegeneinander um 90° versetzt. Zur Verschiebung des Düsenkörpers mittels des einen Stellvor richtungspaares muss der Druckring die durch das andere Stellvorrichtungspaar orthogonal zur Wirkungsrichung des ersten Paars ausgeübten Druckkräfte überwinden. Dadurch entsteht Verschleiß. Die Stellvorrichtungen müssen entsprechend hohe Kräfte aufbringen, sowie ebenso wie der Druckring regelmäßig kontrolliert und ggf. erneuert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Verschleiß an den Angriffspunkten der Stellvorrichtungen am Druckring zu vermindern und die zum Schwenken des Düsenkörpers notwendigen Kräfte zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Weil die Stellvorrichtungen doppeltwirkende Aktoren umfassen und somit Druck- und Zugkräfte auf den Druckring übertragen, genügen zum Schwenken des Düsenkörpers zwei Stellvorrichtungen, so dass der Druckring nicht mehr orthogonal eingespannt ist. Die zum Schwenken des Düsenkörpers notwendige Kraft wird um den Betrag reduziert, der durch die gemäß Hauptpatent gegenüberliegende Stellvorrichtung auf den Druckring übertragen wurde, außerdem um die orthogonalen Reibkräfte. Die Stellvorrichtungen können somit leichter als nach dem Hauptpatent ausgeführt werden.

Als Aktoren eignen sich gemäß den Ansprüchen 2 oder 3 insbesondere Hydraulikzylinder oder Spindelantriebe.

Die vorteilhafte Weiterbildung im Patentanspruch 4 ermöglicht es, den Düsenkörper mittels nur einer Stellvorrichtung in einer Ebene zu schwenken.

Die vorteilhafte Weiterbildung im Patentanspruch 5, d.h. die Stellvorrichtungen an ihren beiden Enden gelenkig zu lagern, dient der Vermeidung von Zwangskräften.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von an sich bekannten Kugelgelenklagern, bestehend aus einem Kugelsegment in einer kugelkalottenförmigen Lagerschale.

Eine andere Ausführungsform ist in Anspruch 6 wiedergegeben. Bei einer Keilverstellung wird der Düsenkörpers durch das gleichzeitige Einschieben eines Keils auf der einen Seite, und das antiparallele Herausziehen eines weiteren Keils auf der gegenüberliegenden Seite geschwenkt. Beide Keile sind synchron geführt, so dass der Druckring nicht eingespannt wird.

In der Ausführungsform nach Anspruch 7 wird der Düsenkörper mittels sich gegenläufig abwälzender Nocken geschwenkt. Die zu Materialabrieb führende Gleit- oder Reibbewegung wird durch ein Abwälzen ersetzt.
Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung erläutert. Es zeigt:
1 eine erste Ausführungsform im Schnitt,
2 eine Detailzeichnung der ersten Ausführungsform mit geschwenktem Düsenkörper,
3 eine teilgeschnittene Aufsicht der ersten Ausführungsform,
4 eine teilgeschnittene Aufsicht der Ausführungsform aus 3 mit geschwenktem Düsenkörper,
5 eine teilgeschnittene Aufsicht auf eine Ausführungsform mit einer Keilverstellung und
6 eine teilgeschnittene Aufsicht auf eine Ausführungsform mit Nockenverstellung.
1 zeigt schematisch einen Extrusionsblaskopf mit einem feststehenden Kopfteil 100, mit dem ein Kernträger 101 verbunden ist, der einen Kernhalter 1 trägt. Über ein Zwischenstück 102 und einen Kanal in dem Kopfteil 100 wird dem den Kernträger 101 umschließenden Raum die durch den Pfeil K symbolisierte Kunststoffschmelze aus einem üblichen Extruder unter einem Druck von einigen hundert Bar zugeführt. An den Kernträger 101 schließt sich nach unten ein Führungsring 103 an. Auf diesem sitzt eine Führungsbüchse 104, die mit einer Grundplatte 105 verbunden ist, die die im Folgenden näher beschriebenen weiteren Teile des Blaskopfes trägt. In an sich bekannter Weise ist die Grundplatte 105 über Führungsstangen 106 zur im Idealfall über den Umfang gleichmäßigen Ein- und Verstellung der Wandstärke des aus dem Blaskopf extrudierten schlauchförmigen Vorformlings heb- und senkbar.
An der Grundplatte 105 ist über einen Zwischenring 6 ein Gehäuse 7 befestigt. Das Gehäuse 7 umschließt und haltert ein Kugelpfannenoberteil 8 und einen Kugelpfannenunterteil 9. Diese bilden zusammen eine ringförmig umlaufende Lagerschale für einen Düsenkörper 10, der aus einem Oberteil 10a mit in der Lagerschale 8, 9 aufgenommener, kugelkalottenförmiger Außenfläche und einem mit diesem auswechselbar verbundenen Unterteil 10b besteht. Der Düsenkörper 10 ist von einem Heizband 11 umgeben.
Das Düsenunterteil 10b umschließt einen mit dem Kernhalter 1 auswechselbar verbundenen Düsenkern 2. Zwischen dem Düsenkern 2 und dem Düsenköperunterteil 10b verbleibt ein Austrittsspalt S (vergleiche auch 3), dessen Weite umfangsunabhängig durch Heben oder Senken der Grundplatte 105 mittels der Stangen 106 veränderbar ist.
Zusätzlich ist die Weite des Spaltes S umfangsabhängig durch Schwenken des Düsenkörpers 10 in seiner durch die Teile 8 und 9 gebildeten Lagerschale veränderbar. Hierzu sitzt auf dem Düsenkörperunterteil 10b nahe dessen unterem Ende ein Druckring 12, der durch einen Sicherungsring 13 gehalten wird.
An dem Gehäuse 7 ist mittels einer Schraube 35 ein Zylinderhalter 31 befestigt. Zwischen dem Zylinderhalter 31 und dem Druckring 12 befindet sich ein doppeltwirkender Arbeitszylinder 21, der sich am Zylinderhalter 31 und dem Druckring 12 mittels je eines Gelenklagers 30 abstützt. An der dem Zylinderhalter 31 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 7 ist mittels zweier Schrauben eine Führung, bestehend aus einem Halter 33 für einen vestellbaren Führungsstift 23, befestigt. Der Führungsstift 23 greift in eine Ausnehmung des Druckrings 12 ein. Diese Führung verhindert eine Verdrehung des Düsenkörpers 10 ebenso wie eine Beschädigung des Düsenkörpers 10 oder des Düsenkerns 2, da sie gleichzeitig einen Anschlag bildet.
2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 1. Der Düsenkörper 10 ist nach rechts geschwenkt dargestellt.
In 3 sind zwei um 90° versetzt angeordnete doppeltwirkende Arbeitszylinder 21 und 22 sowie die ihnen jeweils gegenüberliegenden Führungen dargestellt. An den Arbeitszylindern 21, 22 sind handelsübliche Wegaufnehmer 41, 42 mittels je eines Haltewinkels 40 befestigt. Jeder der Wegaufnehmer 41, 42 umfasst einen verschiebbaren Taster 41a, 42a, der gegen einen Taststift 51 bzw. 52 anliegt, welcher über einen Taststifthalter 46 an der Kolbenstange befestigt ist. Die Taststifthalter 46 werden von je einem Stift 45 durchsetzt. Die beiden Stifte 45 sind je an einem Arbeitszylinder 21, 22 befestigt und führen die Taststifthalter 46.
4 zeigt die Ausführungsform aus 3 mit geschwenktem Düsenkörper.
5 verdeutlicht das Prinzip des schwenkbaren Düsenkörpers mit einer Keilverstellung. In dieser Ausführungsform erzeugen zwei um 90° versetzt angeordnete, doppeltwirkende Hydraulikzylinder 221 und 222, die zur Verstellung des Düsenkörpers über sein Unterteil 10b notwendigen Radialkräfte. Diese Radialkräfte werden mittels zweier Stangenpaare 203, zwischen denen der Düsenkörper sitzt, übertragen. Die Kraftübertragung erfolgt nach dem Keilprinzip. Dazu weist jedes Stangenpaar an seiner Innenseite punktsymmetrisch zur Symmetrieachse des Düsenkörpers geformte Ausnehmungen auf, so dass die Innenseiten der Stangen 203 gegenläufige Keilflächen 204 bilden.
6 zeigt eine Ausführungsform mit einer Nockenverstellung. An einem feststehenden Druckring 121 sind sich vier paarweise gegenüberliegende und paarweise gegenläufig an dem Düsenkörperunterteil 10b abwälzende, um 90° versetzt angeordnete Nocken 200 drehbar angebracht. Die Nocken 200 sind im Schnitt in etwa eiförmig und exzentrisch gelagert. Die Nockenpaare werden durch je einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 221 oder 222 mittels je eines Stangenpaares 202 verdreht. Jedes Stangenpaar 202 ist über einen Abstandhalter 201 mit dem Gehäuse je eines Hydraulikzylinders 221 oder 222 verbunden. Die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder 221 und 222 sind an dem Druckring 12 festgelegt.

Claims

Blaskopf zum Extrudieren eines schlauchförmigen Kunstoffvorformlings aus einem Austrittsspalt (S) zwischen einem feststehenden Düsenkern (2) und einem Düsenkörper (10), der mittels eines Druckringes (12) und an dem Druckring angreifenden Stellvorrichtungen zur umfangsabhängigen Veränderung der Weite des Austrittsspaltes (S) schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtungen doppelwirkende Aktoren umfassen.
Extrusionsblaskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktoren doppelwirkende Hydraulikzylinder sind.
Extrusionsblaskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktoren Spindelantriebe sind.
Extrusionsblaskopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufhängung der Stellvorrichtunge sich in einer Ebene, welche orthogonal zur Düsenkernachse ist und durch den Drehpunkt des Schwenklagers verläuft, befindet.
Extrusionsblaskopf nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängungen der Stellvorrichtungen Gelenklager sind.
Extrusionsblaskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktoren je zwei Keilprofile, deren parallele Keilflächen (204) an zwei gegenüberliegenden Seiten des Düsenkörperunterteils (10b) anliegen, gleichgerichtet verschieben, und dadurch der Düsenkörper (10) geschwenkt wird.
Extrusionsblaskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktoren je zwei exzentrisch gelagerte Nocken (200) verdrehen, letztere sich dabei an gegenüberliegenden Seiten des Düsenkörperunterteils (10b) gegenläufig abwälzen und dadurch der Düsenkörper (10) geschwenkt wird.