DE102005060187A1

DE102005060187A1 - Kalibrierwerkzeug, insbesondere Kalibrierplatte mit einer planaren Oberfläche

Info

Publication number: DE102005060187A1
Application number: DE102005060187A
Authority: DE
Inventors: Walter Breyer
Original assignee: Breyer GmbH Maschinenfabrik
Current assignee: Breyer GmbH Maschinenfabrik
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2007-06-21

Abstract

Bei einem Kalibrierwerkzeug, insbesondere bei einer Kalibrierplatte mit einer planaren Oberfläche (7) zum Bearbeiten einer Kunststoffschmelze (3), welche aus einer Düse (2) einer Extrusionsanlage (1) zu Kunststoffplatten, insbesondere Hohlkammerplatten (6), extrudierbar ist, soll zumindest ein Teil oder die vollständige Oberfläche (7) der Kalibrierplatte aus Sintermetall oder einer sintermetallischen Struktur gebildet sein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kalibrierwerkzeug, insbesondere eine Kalibrierplatte mit einer planaren Oberfläche zum Bearbeiten einer Kunststoffschmelze, welche aus einer Düse einer Extrusionsanlage zu Kunststoffplatten, insbesondere Hohlkammerplatten extrudierbar ist.

Herkömmliche Kalibrierwerkzeuge sind als Messingplatten bekannt, die ggf. mit Kühleinrichtungen versehen sind, um die aus einer Extrusionsanlage, insbesondere aus einer Düse austretende Kunststoffschmelze abzukühlen, deren Oberfläche zu glätten und somit zu behandeln. Zumeist sind derartige Kalibrierplatten aus Messing oder verchromtem Messing gebildet.

Dabei soll insbesondere bei der Herstellung von Kunststoffplatten sowie auch Hohlkammerplatten eine Wärmeabfuhr der Kunststoffschmelze sehr schnell über die Kalibrierwerkzeuge gewährleistet werden.

Dabei tritt die Schmelze aus der Extrusionsanlage, insbesondere aus der Düse mit einer Temperatur von etwa 200–300° Celsius aus und muss dann auf eine entsprechende gewünschte Temperatur zur Herstellung der Kunststoffplatte bzw. Hohlkammerplatte abgekühlt werden.

Da sehr stark die Oberflächenbeschaffenheit, die Oberflächengüte, sowie die exakte Formhaltigkeit von Kalibrierwerkzeugen und auch von der entsprechenden Extrusionsgeschwindigkeit abhängt, können zumeist bei hoher geforderter Oberflächenbeschaffenheit und Formhaltigkeit keine grossen Extrusionsgeschwindigkeiten und somit Fertigungsgeschwindigkeiten der Kunststoffplatte sowie Hohlkammerplatte gefahren werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kalibrierwerkzeug zu schaffen, welches die genannten Nachteile beseitigt, mit welchem eine exakte Formhaltigkeit bei einem homogenen und schnellen Abkühlverhalten eingestellt werden soll. Zudem soll die Oberflächengüte verbessert, ein Glanzgrad optimiert und eine hohe Lichtdurchlässigkeit bei hoher Fertigungsgeschwindigkeit gewährleistet werden. Ausserdem soll ein derartiges Kalibrierwerkzeug verschleissarm arbeiten und eine längere Lebensdauer besitzen.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass zumindest ein Teil oder die vollständige Oberfläche der Kalibrierplatte aus Sintermetall oder einer sintermetallischen Struktur gebildet ist.

Bei der vorliegenden Erfindung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, als Oberfläche des Kalibrierwerkzeuges, welche unmittelbar mit der Kunststoffschmelze bzw. der Kunststoffplatte oder Hohlkammerplatte in Berührung gelangt, Sintermetall oder eine sintermetallartige Struktur zu verwenden.

Dabei besteht das Kalibrierwerkzeug bevorzugt aus einer Trägerplatte, welcher eine Sintermetallschicht austauschbar, fest oder wiederlösbar aufgesetzt ist.

Zwischen der Sintermetallschicht und der Trägerplatte können eine Mehrzahl von Anschlüsse oder auch ein Innenraum gebildet sein, der mit einer oder mehreren Vakuumquellen, zumindest einer Vakuumserzeugungseinrichtung od. dgl. in Verbindung steht.

Durch das porös ausgebildete Sintermetall bzw. die porös ausgebildete Sintermetallschicht wird gewährleistet, dass von aussen Luft und somit von aussen die Kunststoffschmelze sowie die Kunststoffplatte oder die Hohlkammerplatte zum Erhalt der Formhaltigkeit bspw. zur Definierung einer bestimmten masshaltigen Dicke angesaugt und gleichzeitig ein Abkühlprozess verbessert wird.

Zudem hat sich er als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Oberfläche von einer sehr hohen Oberflächengüte ist, einen hohen Glanzgrad bei einer hohen Lichtdurchlässigkeit besitzt. Zudem lässt sich die Fertigungsgeschwindigkeit deutlich erhöhen, ein Verschleiss des Sintermetalls ist sehr gering. Der Verschleiss des Sintermetalls sowie auch die Gewährleistung der hohen Oberflächengüte der Kunststoffplatte bzw. der Hohlkammerplatte kann hierdurch verbessert werden, indem eine Oberfläche der Sintermetallschicht mit einer zusätzlichen Beschichtung versehen wird.

Als Beschichtung kann die Sintermetallplatte bspw. vernickelt oder verchromt werden, diese kann jedoch auch als amorphe Kohlenstoffbeschichtung DLC (Diamant Like Carbon) zur Reduktion der Reibwerte der Sintermetallschicht oder auch als PVD (Physical Vapor Deposition) aufgedampft bzw. beschichtet sein. Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.

Ferner hat sich als vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung erwiesen, die Trägerplatte aus einem wärmeleitfähigem Material wie Messing, Kupfer, Stahl oder deren Legierungen herzustellen, wobei innerhalb der Trägerplatte entsprechende Temperiereinrichtungen vorgesehen sein können, wobei ggf. Kühlkanäle parallel oder in Reihe geschaltet einer Kühlung oder Erwärmung der Trägerplatte bzw. Kalibrierwerkzeuges dienen. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass ein Kalibrierwerkzeug geschaffen ist, welches sehr hohe Standzeiten besitzt, einen geringem Verschleiss unterliegt, eine Wärmeabfuhr der Kunststoffschmelze sehr schnell gewährleistet wird, eine exakte Formhaltigkeit und Masshaltigkeit während des Abkühlens der Kunststoffplatte und bzw. der Hohlkammerplatte gewährleistet ist und die Oberfläche der Hohlkammerplatte bzw. der Kunststoffplatte von einer sehr hohen Qualität, einem hohen Glanzgrad und einer hohen Lichtdurchlässigkeit gebildet ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in
1 eine schematisch dargestellte Seitenansicht auf eine Extrusionsanlage zur Herstellung von Kunststoffplatten, insbesondere Hohlkammerplatten;
2 eine schematische querschnittliche Ansicht durch eine Kunststoffplatte, insbesondere eine Hohlkammerplatte, bearbeitet mit Kalibrierwerkzeugen gemäss 1 entlang Linie II-II;
3 eine schematisch dargestellte querschnittliche Ansicht der Kunststoffplatte, bearbeitet mit einem anderen weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Kalibrierwerkzeuges gemäss 1 entlang Linie II-II.
Gemäss 1 weist eine Extrusionsanlage 1 zumindest eine Düse 2 auf, aus welcher extrudierte Kunststoffschmelze 3 einer weiteren Bearbeitung, bspw. mehreren Kalibrierwerkzeugen R direkt oder indirekt als Kunststoffplatte 5 oder Hohlkammerplatte 6 übergeben werden.
Damit eine Oberflächenbehandlung der Kunststoffplatte 5 bzw. Hohlkammerplatte 6 nach dem Extrudieren aus der Düse 2, hinsichtlich seiner Oberflächenbeschaffenheit, Abkühlverhalten, Oberflächengüte, exakte Formhaltung, homogene Dicke hinsichtlich Masshaltigkeit, hohen Lichtdurchlässigkeit, homogener Transparenz oder hoher Glanzgrad etc. gewährleistet und abgestimmt werden kann, werden der Düse 2, zumeist mehrere Kalibrierwerkzeuge R nachgeschaltet. Dabei wird die Oberfläche der Kunststoffschmelze 3 bzw. der Kunststoffplatte 5 und/oder Hohlkammerplatte 6 von oben und/oder unten mit zumindest einem, insbesondere einer Mehrzahl von Kalibrierwerkzeugen R behandelt.
Zur Beeinflussung von Formhaltigkeit, Masshaltigkeit, Transparenz oder hoher Oberflächenglanzgrad hat sich als besonders vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung erwiesen, eine Oberfläche 7 des Kalibrierwerkzeuges R, insbesondere der Kalibrierplatte 9, wie es bspw. auch in den 2 und 3 in querschnittlicher Darstellung angedeutet ist, aus Sintermetall oder einer sintermetallartigen Struktur auszubilden.
Diese sintermetallartige Struktur, insbesondere das Sintermetall unterliegt einem geringen Verschleiss, insbesondere dann, wenn dieses noch beschichtet bzw. mit einer Beschichtung 8 versehen wird.
Dabei hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Kalibrierwerkzeug R, bzw. die Kalibrierplatte, wie sie in 2 querschnittlich dargestellt ist, plattenartig aus einer Trägerplatte 9 auszubilden, die bspw. aus einem gut wärmeleitendem Material wie Messing, Kupfer oder entsprechend deren Legierungen hergestellt ist.
Die Trägerplatte 9 selbst besteht bevorzugt und aus einem gut wärmeleitendem Material, in welchem zumindest eine Temperiereinrichtung T integriert eingesetzt ist.
Die Temperiereinrichtung T kann spiralartig oder einzelnen Kanälen 10, wie sie bspw. in 3 angedeutet sind, gebildet sein, die parallel oder auch in Reihe geschaltet sind, um über diese Temperiereinrichtung T die Trägerplatte 9 zu temperieren, zu erwärmen und/oder zu kühlen. Hierdurch kann ein entsprechendes geeignetes Medium, wie Wasser oder ein Gas durch die entsprechenden Kanälen 10 der Temperiereinrichtung T strömen, um die Trägerplatte 9 zu erwärmen oder entsprechend abzukühlen.
Ferner hat sich als vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung erwiesen, dass vorzugsweise zur Bildung der Oberfläche 7 auf die Trägerplatte 9 eine Sintermetallschicht 11 als eigenständige tragende Schicht fest oder wiederlösbar mit der Trägerplatte 9 verbunden ist.
Bevorzugt wird die Sintermetallschicht 11 wiederlösbar mit der Trägerplatte 9 verbunden.
In einem unteren, der Trägerplatte 9 zu gewandten Bereich 12 sind in der Trägerplatte 9 eine Mehrzahl von Anschlüsse 12 vorgesehen, die über eine gemeinsame Leitung 13 mit der Vakuumquelle V oder eine Vakuumserzeugungseinrichtung, Vakuumgenerator od. dgl. verbunden sind.
Über das permanente Vakuum, welches ansteuerbar ist, lässt sich bspw. eine definierte Masshaltigkeit oder eine exakte Formhaltigkeit der Kunststoffschmelze 3 bzw. der Kunststoffplatte 5 oder Hohlkammerplatte 6 einstellen.
Durch die poröse Ausgestaltung der Sintermetallschicht 11 lässt sich über die Anschlüsse 12 ein Vakuum im Bereich der Oberfläche 7 erzeugen, um die Kunststoffplatte 5 bzw. die Hohlkammerplatte 6 auf Formhaltigkeit genau einzustellen.
Durch die besonders geeignete Oberflächenbeschaffenheit der Sintermetallschicht 11, die auch mit einer Beschichtung 8 versehen sein kann, wird eine gewünschte homogene Beschaffenheit und homogene hohe Oberflächengüte der Kunststoffplatte 5 bzw. der Hohlkammerplatte 6 gewährleistet.
Um hohen Korrosionsschutz der Kalibrierplatte bei der Oberflächenbehandlung sowie einen geringen Verschleiss der Sintermetallschicht 11 zu gewährleisten, kann die Beschichtung 8 der Sintermetallschicht 11 als Chromschicht, Nickelschicht und/oder amorphe Kohlenstoffbeschichtung, wie bspw. DLC (Diamant Like Carbon) oder auch als PVD (Physical Vapor Deposition) ausgebildet sein. Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiele gemäss 3 weist das dort aufgezeigte Kalibrierwerkzeug R ebenfalls eine Trägerplatte 9 auf, auf welcher fest und/oder wieder lösbar die Sintermetallschicht 11 aufliegt.
Dabei ist in der Trägerplatte 9 und/oder in der Sintermetallschicht 11 ein flacher Innenraum 14 gebildet, welcher über zumindest eine Leitung 13 mit zumindest einer Vakuumquelle V verbunden ist, um ein Vakuum, insbesondere einen Unterdruck aussen im Bereich der Oberfläche 7 der Sintermetallschicht 11 zu erzeugen.
Unterhalb des Innenraumes 14 sind eine Mehrzahl von hier nur schematisch dargestellten Kanälen 10, zumindest einer Temperiereinrichtung T vorgesehen, um die Trägerplatte 9 und somit auch die Sintermetallschicht 11 in einer gewünschten Temperatur zu temperieren, d. h. abzukühlen oder zu erwärmen oder auf einer bestimmten Temperatur zu halten, um eine gewünschte Oberfläche der Kunststoffplatte 5 bzw. der Hohlkammerplatte 6 zu erhalten.
Bezugszeichenliste

Claims

Kalibrierwerkzeug, insbesondere Kalibrierplatte mit einer planaren Oberfläche (7) zum Bearbeiten einer Kunststoffschmelze (3), welche aus einer Düse (2) einer Extrusionsanlage (1) zu Kunststoffplatten (5), insbesondere Hohlkammerplatten (6) extrudierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil oder die vollständige Oberfläche (7) der Kalibrierplatte aus Sintermetall oder einer sintermetallischen Struktur gebildet ist.
Kalibrierwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierplatte aus einer Trägerplatte (9) mit aufgesetzter Sintermetallschicht (11) gebildet ist.
Kalibrierwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trägerplatte (9) zumindest ein Anschluss (12) für eine Vakuumquelle (V) gebildet ist.
Kalibrierwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sintermetallschicht (11) zur Trägerplatte (9) beabstandet ist, wobei ein nach aussen abgedichteter Innenraum (14) gebildet ist.
Kalibrierwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Vakuumquelle (V) an den Innenraum (14) zur Erzeugung eines Vakuums anschliesst.
Kalibrierwerkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trägerplatte (9) zumindest eine Temperiereinrichtung (T) vorgesehen ist.
Kalibrierwerkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anschluss (12) oder eine Mehrzahl von Anschlüsse an zumindest eine Vakuumquelle (V) in der Trägerplatte (9) vorgesehen ist, die mit der Sintermetallschicht (11) der Trägerplatte (9) anschliessen bzw. in Verbindung stehen.
Kalibrierwerkzeug nach wenigsten einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (7) bzw. die Sintermetallschicht (11) mit einer Beschichtung (8) versehen ist.
Kalibrierwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (8) als Korrosionsschutz und/oder als verschleissmindernde Beschichtung (8) ausgebildet ist.
Kalibrierwerkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (8) aus Chrom, Kupfer, Nickel oder deren Legierungen gebildet ist.
Kalibrierwerkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus PVD (Phyisical Vapor Deposition) und/oder DLC (Diamant Like Carbon) gebildet ist.
Kalibrierwerkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (8) eine amorphe Kohlenstoffbeschichtung ist.