DE102007047491A1

DE102007047491A1 - Düsenanordnung zum Herstellen von Kunststoffhohlkörpern

Info

Publication number: DE102007047491A1
Application number: DE102007047491A
Authority: DE
Inventors: Juergen Nehrig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2009-04-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Düsenanordnung zum Herstellen von Kunststoffhohlkörpern mit einem Düsenkörper (10), der eine mit einem zur Aufnahme von Kunststoffmaterial vorgesehenen Raum (30) verbindbare Düsenöffnung (12) aufweist. Weiterhin ist ein in der Düsenöffnung (12) zur Ausbildung eines Düsenspaltes (16) angeordneter Dorn (14) vorgesehen, wobei zur Ausbildung des Kunststoffhohlkörpers flüssiges Kunststoffmaterial durch den Düsenspalt (16) förderbar ist. Ein Ende des Düsenspaltes (16) bildet eine Austrittsöffnung (20) aus. Erfindungsgemäß weist der Düsenkörper und/oder der Dorn (14) in Förderrichtung des flüssigen Kunststoffmaterials unmittelbar vor der Austrittsöffnung (20) einen gekröpften Verlauf auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düsenanordnung zum Herstellen von Kunststoffhohlkörpern.
Kunststoffhohlkörper, wie Flaschen und dergleichen werden beispielsweise durch Extrusionsblasformen von thermoplastischem Kunststoff hergestellt. Hierzu wird flüssiger Kunststoff, der beispielsweise durch Aufschmelzen von Kunststoffgranulat in einem Schmelzraum hergestellt ist, durch eine Ringdüse gefördert. Die Ringdüse weist einen Düsenkörper und ein innerhalb einer Düsenöffnung des Düsenkörpers angeordneten Dorn auf. Hierdurch ist ein ringförmiger Düsenspalt ausgebildet. Durch die Extrusion des Kunststoffmaterials wird ein thermoplastischer schlauchförmiger Formkörper hergestellt. Der so hergestellte Schlauchkörper wird zwischen zwei Werkzeughälften geleitet. Durch Schließen der beiden Formhälften wird der Schlauchkörper unterhalb der Düsenanordnung abgequetscht. Hierdurch wird der schlauchförmige Formkörper, an dem in Richtung Düsenanordnung weisenden Ende verschlossen, wobei hier eine Quetschnaht entsteht, deren Länge im Wesentlichen dem Durchmesser des schlauchförmigen Formkörpers entspricht. Auf der gegenüberliegenden Seite wird eine Düse in den Schlauch-Formkörper eingeführt. Auch in diesem Bereich entsteht eine Quetschnaht. Die obere und die untere Quetschnaht entstehen gleichzeitig. Mit Hilfe einer separaten Aufblasdüse erfolgt ein Aufblasen des thermoplastischen Schlauch-Formkörpers, wodurch sich dieser an die Innenwandung der beiden Werkzeughälften anlegt. Nach dem Erstarren des Kunststoffhohlkörpers kann dieser sodann der Form entnommen werden.
Zum Zuführen der Schmelze kann auch mit einem Speicherkopf gearbeitet werden, der zwischen Extruder und Düse installiert wird. Sobald eine für das zu fertigende Formteil ausreichende Menge Schmelze gespeichert ist, wird diese mit dem Kolben im Speicherkopf durch die Düse gepresst. Hierbei handelt es sich um einen diskontinuierlichen Schlauchausstoß.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass im Bereich von Düse und Dorn häufig Effekte auftreten, die Fehler an den Vorformlingen und damit auch den Blasformteilen verursachen. Das gilt insbesondere für Kunststoffe mit vorteilhaften mechanischen Eigenschaften, wie zum Beispiel HDPE (Polyethylen hoher Dichte) mit hohem Molekulargewicht. Solche Fehler, die die Formteile unbrauchbar machen können, sind beispielsweise: Fließstrukturen, Rillen, Schuppen (Haifischhaut), Fusseln, Schmelzebruch, partielles Voreilen der Schmelze und/oder Schmelzeablagerungen am Düsenausgang.
Viele dieser Fehler sind darauf zurückzuführen, dass im Bereich des Düsenaustritts der Druck an den Kontaktflächen von Schmelze und Düsenkörper oder Dorn sehr klein ist oder gegen null geht, bevor die Schmelze die Düse als Schlauch verlassen hat. Im Bereich des Düsenaustritts besteht daher kein inniger Kontakt mehr zwischen Schmelze und Düse. Der Spüleffekt in diesem Bereich ist deshalb unzureichend. Daher entstehen beispielsweise Schmelzablagerungen und/oder raue Vorformlingsoberflächen.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Düsenanordnung zum Herstellen von Kunststoffhohlkörpern zu schaffen, bei der Fehler an den Blasformteilen vermieden werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch die Merkmale des Vorrichtungsanspruchs 1 sowie durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 14.
Eine Düsenanordnung zum Herstellen von Kunststoffhohlkörpern weist einen Düsenkörper auf, der eine mit einem zur Aufnahme von Kunststoffmaterial vorgesehenen Raum verbindbare Düsenöffnung aufweist. Ferner weist die Düsenanordnung einen in der Düsenöffnung zur Ausbildung eines Düsenspalts angeordneten Dorn auf. Zur Ausbildung des Kunststoffhohlkörpers ist flüssiges Kunststoffmaterial durch den Düsenspalt förderbar. Ein Ende des Düsenspalts bildet eine Austrittsöffnung aus, so dass aus dieser Austrittsöffnung das flüssige Kunststoffmaterial austreten kann.
Erfindungsgemäß weist der Düsenkörper und/oder der Dorn unmittelbar vor der Austrittsöffnung einen gekröpften Verlauf auf. Gekröpft in diesem Zusammenhang bedeutet, dass der Düsenkörper und/oder der Dorn derart ausgebildet sind, dass der Düsenspalt unmittelbar vor seiner Austrittsöffnung eine signifikante Querschnittsverengung aufweist. Vorteilhaft hierbei ist, dass der Düsenspalt einen günstigen Druckverlauf insbesondere in dem kritischen Bereich unmittelbar vor der Austrittsöffnung aufweist. Durch den gekröpften Verlauf des Düsenkörpers und/oder des Dorns, bildet sich im Austrittsbereich eine Drosselstelle, so dass sich der Druckverlauf der erfindungsgemäßen Düsenanordnung deutlich vom Druckverlauf konventioneller Düsen unterscheidet. Am Ausgang der erfindungsgemäßen Düsensanordnung, das heißt im Bereich der Lippen, tritt während der Ausstoßphase ein relativ hoher Druck auf, wodurch ein Spüleffekt entsteht und Ablagerungen vermieden werden können. Die Eingangs erwähnten Nachteile bisheriger Düsenanordnung können hierdurch vermieden werden. Außerdem können die vor Produktionsaufnahme erforderlichen teuren Optimierungsarbeiten und/oder Einfahrtszeiten verringert werden und die häufig während der Produktion oder nach Produktionsunterbrechungen erforderlichen Reinigungsarbeiten an dem Düsenkörper vermieden bzw. verringert werden.
Um ein abwechselndes Haften und Gleiten der Schmelze an den Wänden des Düsenspalts zu verhindern (auch als „Stick-Slip" Effekt bezeichnet) sind hohe Temperaturen notwendig, so dass ein optimales Fliessen der Schmelze gewährleistet werden kann. Wird die Schmelze jedoch auf eine hierfür notwendige, besonders hohe Temperatur erhitzt, hat dies den Nachteil, dass sich eine schnelle Zersetzung und/oder ein Abbau der Schmelze einstellt. Hierdurch wird eine Materialzersetzung provoziert.
Die erfindungsgemäße Düsenanordnung bietet den Vorteil, dass die Schmelze durch eine Heizvorrichtung lediglich auf eine Temperatur aufgeheizt werden muss, die unter der geforderten oder vorgegebenen Verarbeitungstemperatur der Schmelze liegt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Düsenvorrichtung im Ausgangsbereich entstehen dort hohe Scherkräfte, so dass die Schmelze durch Dissipation auf die geforderte Verarbeitungstemperatur aufgeheizt wird. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine kurzzeitige und/oder lokal begrenzte Aufheizung der Schmelze. Die Aufheizung erfolgt hierbei lediglich im Austrittsbereich der Düsenvorrichtung. Eine Erhöhung der Temperatur der Schmelze erfolgt somit erst unmittelbar vor und/oder beim Passieren der Austrittsöffnung des Düsenspalts.
Die erfindungsgemäße Düsenanordnung bietet weiterhin den Vorteil, dass sich bei der Produktion auf bessere Weise eine Konstanz der mechanischen Eigenschaften der Blasformteile einhalten lässt. Hierdurch entsteht weiterhin weniger Abfall.
Ferner lässt sich ein Erproben von verschiedenen Produkten um den aus verarbeitungstechnischen Gründen günstigsten Kunststoff zu finden, weitgehend vermeiden. Auch haben Rohstoffhersteller bei der Produktentwicklung mehr Spielraum, worauf sich auch wirtschaftliche Vorteile ergeben.
Vorzugsweise umgibt der Düsenkörper den Dorn in radialer Richtung, so dass zwischen dem Dorn und dem Düsenkörper der Düsenspalt ausgebildet ist. Der Düsenspalt ist dadurch ausgebildet, dass der Dorn in radialer Richtung zum Düsenkörper beabstandet angeordnet ist.
Insbesondere weist der Düsenkörper in radialer Richtung einen nach innen in Richtung des Dorns gekröpften Verlauf auf. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Dorn in radialer Richtung einen nach außen in Richtung des Düsenkörpers gekröpften Verlauf aufweisen. Somit kann ausschließlich der Düsenkörper oder der Dorn oder beide Elemente unmittelbar vor der Austrittsöffnung einen gekröpften Verlauf aufweisen.
Sofern sowohl der Düsenkörper als auch der Dorn einen gekröpften Verlauf aufweisen, beträgt der Winkel zwischen dem Düsenkörper und dem Dorn an der Austrittsöffnung des Düsenspalts 80° bevorzugt 100° und besonders bevorzugt 110°. Der genannte Winkel beträgt mindestens 50°.
Sofern lediglich der Düsenkörper oder der Dorn einen gekröpften Verlauf aufweisen, beträgt der Winkel zwischen dem Düsenkörper und dem Dorn an der Austrittsöffnung des Düsenspalts bevorzugt 40° besonders bevorzugt 50° und insbesondere 55°. Der letztgenannte Winkel ist vorzugsweise größer als 25°.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Düsenanordnung weist der Düsenspalt eine in Richtung der Austrittsöffnung diskontinuierlich zunehmende Verengung seines Querschnitts auf. Weiterhin kann der Düsenspalt in einem Abschnitt, der nicht an der Austrittsöffnung des Düsenspalts grenzt, eine Erweiterung seines Querschnitts aufweisen, wobei in Transportrichtung des flüssigen Kunststoffs hinter der Erweiterung seines Querschnitts eine Verengung des Querschnitts des Düsenspalts vorgesehen sein kann. Die Querschnittserweiterung ist somit in Fliessrichtung des flüssigen Kunststoffes vor der Verengung des Querschnitts angeordnet.
Der Düsenspalt sowie der Düsenkörper sind vorzugsweise ringförmig und insbesondere kreisringförmig ausgebildet. Der Dorn weist vorzugsweise ebenfalls einen runden, insbesondere einen kreisrunden Querschnitt auf.
Besonders bevorzugt weist der Düsenspalt an der Stelle, an der sein Querschnitt am größten ist, eine Breite auf, die etwa siebenmal größer ist, wie die Breite der Austrittsöffnung des Düsenspalts.
Um ein effektives Aufheizen der Schmelze im Austrittsbereich ermöglichen zu können, sind der Düsenkörper und/oder der Dorn im Bereich der Austrittsöffnung dünnwandig ausgebildet, so dass sie in diesem Bereich eine geringe Wärmekapazität aufweisen. Dies bewirkt, dass die durch die Scherkräfte und Dissipation verursachte Aufheizung der Schmelze möglichst wenig durch eine Ableitung der erzeugten Wärme im Bereich der Austrittsöffnung durch den Düsenkörper und/oder den Dorn verhindert wird. Durch den gekröpften Verlauf kann beispielsweise der Düsenkörper und/oder der Dorn eine nach innen, das heißt in Richtung des Düsenspalts weisende Ecke aufweisen, so dass der Düsenkörper und/oder der Dorn im Austrittsbereich im Längsschnitt dreieckförmig ausgebildet sind. Eine Spitze des Dreiecks weiset dabei in Richtung des Düsenspalts und definiert das Ende des Düsenspalts, das heißt seine Austrittsöffnung. Da diese Spitze des Dreiecks konstruktionsbedingt eine sehr kleine Fläche und/oder eine sehr kleines Volumen aufweist, ist hierdurch eine geringe Wärmekapazität des Düsenkörpers und/oder des Dorns ermöglicht. Somit ist der Düsenkörper und/oder der Dorn in diesem Bereich dünnwandig ausgebildet.
Ein weiteres bzw. alternatives Verhindern einer Wärmeabfuhr im Austrittsbereich kann durch eine geringe Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Materials für den Düsenkörper und/oder den Dorn erreicht werden. Auch kann im Austrittsbereich am Düsenkörper und/oder am Dorn eine Wärmeisolationsvorrichtung vorgesehen sein, die eine schnelle Wärmeabfuhr der im Austrittsbereich durch die Scherkräfte und die Dissipation erzeugten Wärme der Schmelze verhindert bzw. verringert. Eine Beeinflussung der Wärmeleitfähigkeit des Düsenköpers und/oder des Dorns kann beispielsweise durch eine geeignete Materialwahl erfolgen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben von Blasformmaschinen, wobei ein Extrudieren der Schmelze aus einer Austrittsöffnung eines Düsenspalts erfolgt. Erfindungsgemäß wird die Schmelze durch eine Heizvorrichtung auf eine Temperatur aufgeheizt, die unter der vorgegebenen optimalen Verarbeitungstemperatur der Schmelze liegt. Die Schmelze wird unmittelbar vor und/oder beim Passieren der Austrittsöffnung des Düsenspalts unter Verwendung von Scherkräften und Dissipation auf die geforderte Verarbeitungstemperatur aufgeheizt. Dieses Verfahren bietet die in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingangs genannten Vorteile.
Insbesondere wird die Schmelze unmittelbar vor und/oder beim Passieren der Austrittsöffnung lokal und/oder kurzzeitig auf ihre geforderte Verarbeitungstemperatur aufgeheizt.
Im Folgenden werden Düsenanordnungen gemäß bekannten Stand der Technik, sowie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren erläutert.
Es zeigen:
1 eine Ringdüse gemäß dem Stand der Technik mit einem Speicherkopf,
2a eine Düsenanordnung gemäß dem Stand der Technik,
2b einen Druckverlauf der Düsenanordnung gemäß 2a,
3a eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenanordnung,
3b einen Druckverlauf der erfindungsgemäßen Düsenanordnung gemäß 3a,
4 eine Detailansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenanordnung,
5 eine Detailansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenanordnung,
6a eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenanordnung, und
6b einen Druckverlauf der erfindungsgemäßen Düsenanordnung gemäß 6a.
Eine konventionelle Ringdüse gemäß 1 weist einen äußeren ringförmigen Düsenkörper 10, sowie einen in radialer Richtung 22 innerhalb des Düsenkörpers 10 angeordneten Dorn 14 auf. Zwischen dem Düsenkörper 10 und dem Dorn 14 ist ein Düsenspalt 16 ausgebildet, der ebenfalls ringförmig ist. Der Düsenspalt 16 endet in einer ebenfalls ringförmigen Austrittsöffnung 20. In Transportrichtung der Schmelze 24 oberhalb oder vor der Austrittsöffnung ist ein ringförmiger Speicherkopf 30 ausgebildet. Über eine Zuführleitung 34 wird dem Speicherkopf 30 die Schmelze zugeführt. Sobald der Speicherkopf 30 ein ausreichende Menge an Schmelze 24 aufweist, erfolgt ein Runterdrücken der Schmelze durch eine ringförmige Hülse 32, die in Transportrichtung der Schmelze 24, das heißt in Richtung der Austrittsöffnung 20 bewegt wird. Ein Befüllen des Speicherkopfs 30 erfolgt vorzugsweise über einen Ringkanal 36. Sämtliche Ausführungsformen der Erfindung können eins oder mehrere der im Zusammenhang der mit 1 genannten Merkmale aufweisen.
In den weiteren Figuren sind ähnlich oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
2 stellt eine ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannte Ringdüse dar, wobei der Düsenspalt 16 über einen längeren Bereich eine kontinuierliche Querschnittsverengung aufweist. Das bedeutet, dass die äußere Wand des Dorns 14 sowie die innere Wand des Düsenkörpers 10 in Transportrichtung des flüssigen Kunststoffs einen aufeinander zu laufenden Verlauf aufweisen, so dass sie sich hinter der Austrittsöffnung in einem imaginären Punkt 26 treffen. In diesem imaginären Punkt 26 ist zwischen dem Düsenkörper und dem Dorn ein Winkel von etwa 10° eingeschlossen.
Der Druckverlauf einer Düsenanordnung gemäß 2a ist in 2b dargestellt. Hierbei ist ersichtlich, dass eine kontinuierliche Druckabnahme erfolgt, so dass im Bereich unmittelbar vor der Austrittsöffnung 20 der Druck bereits sehr gering ist oder gegen null geht. Somit kann in diesem Bereich kein ausreichender Kontakt der Schmelze mit den Wänden des Dorns 14 und/oder des Düsenkörpers 10 gewährleistet werden. Daher entstehen in diesem Bereich Ablagerungen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß 3 ist daher ein gekröpfter Verlauf des Düsenkörpers 10 in einem Bereich 10a unmittelbar vor der Austrittsöffnung 20 sowie ein gekröpfter Verlauf des Dorns 14 in einem Bereich 14a unmittelbar vor der Austrittsöffnung 20 vorgesehen. Die Bereiche 10a und 14a sind vorzugsweise in radialer Richtung 22 einander gegenüberliegend angeordnet. In einem oberen Bereich 16b des Düsenspalts 16, der nicht an der Austrittsöffnung 20 grenzt, weist der Düsenspalt 16 eine Verbreiterung seines Querschnitts auf. In einem Bereich 16a der an der Austrittsöffnung 20 grenzt, weist der Düsenspalt 16 eine Verengung seines Querschnitts auf, wobei zwischen dem Bereich 16a und dem Bereich 16b der Düsenspalt 16 einen geknickten Verlauf aufweist. Der Knick kann sowohl auf der zum Dorn 14 weisenden inneren Seite des Düsenspaltes, wie auch auf der zum Düsenkörper 10 weisenden äußeren Seite des Düsenspaltes 14 ausgebildet sein. Wichtig ist, dass der Düsenspalt 16 in einem Austrittsbereich 16a, das heißt in einem Bereich unmittelbar vor der Austrittsöffnung 20 eine erhebliche Verengung eines Querschnitts aufweist, so dass in diesem Bereich erhöhte Scherkräfte auftreten. Dadurch dass der Düsenspalt in dem Bereich 16b einen im Vergleich zum Stand der Technik relativ großen Querschnitt aufweist, kann der Druck gemäß 3b in diesem Bereich relativ groß bleiben, da durch den relativ großen Querschnitt nur ein vergleichsweise kleiner Druckabfall erfolgt. Der signifikante Druckabfall gemäß 3b erfolgt erst im Austrittsbereich 16a des Düsenspaltes 16 unmittelbar vor der Austrittsöffnung 20. Eine maßgebliche Verringerung des Drucks erfolgt hierbei erst gegen Ende des Austrittsbereichs 16a, so dass in diesem Bereich Ablagerungen vermieden werden können.
Gemäß 4 treffen sich die Verlängerungen der inneren Wand des Düsenkörpers 10 und der äußeren Wand des Dorns 14 ebenfalls wie bereits dargestellt in einem imaginären Punkt 26. Dabei ist an dem imaginären Punkt 26 ein Winkel α zwischen dem Düsenkörper 10 und dem Dorn 14 eingeschlossen. Dieser Winkel beträgt bei einer Kröpfung des Düsenkörpers 10 und des Dorns 14 bevorzugt 60°. Sofern gemäß 5 beispielsweise nur der Düsenkörper 10 oder nur der Dorn 14 (nicht dargestellt) einen gekröpften Verlauf aufweist, beträgt der Winkel α vorzugsweise 30°.
Gemäß 4 besteht der Winkel aus zwei Teilwinkeln α₁ und α₂ wobei der Teilwinkel α₁ den Winkel zwischen dem Düsenkörper 10 und einer Senkrechten 28, die parallel zur Transportrichtung des flüssigen Kunststoffs verläuft, bezeichnet. α₂ bezeichnet den Winkel zwischen dem Dorn 14 und der Senkrechten 28. Sämtliche Winkel werden am Punkt 26 betrachtet. Besonders bevorzugt sind die Winkel α₁ und α₂ gleich groß. Sie können jedoch auch eine unterschiedliche Größe aufweisen, so dass der Düsenspalt einen asymmetrisch gekröpften Verlauf aufweist.
6a zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenanordnung, wobei diese bis auf den gekröpften Verlauf des Düsenkörpers 10 und/oder des Dorns 14 entsprechend der 2a ausgebildet ist. Im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen Düsenanordnung gemäß 3a weist die Düsenanordnung gemäß 6a lediglich kurz vor dem Ende des Düsenspalts 16, das heißt kurz vor der Austrittsöffnung 20, einen gekröpften Verlauf auf. Der gekröpfte Verlauf des Düsenkörpers 10 und/oder des Dorns 14 erstreckt sich daher über einen sehr viel kürzeren Bereich als in 3a. Wie aus 6a ersichtlich ist, laufen der Düsenkörper 10 und der Dorn 14 erst unmittelbar an der Austrittsöffnung 20 aufeinander zu, während sie vorher einen annähernd parallelen oder zumindest nur leicht konvergierenden Verlauf aufweisen. Während der gekröpfte Abschnitt des Düsenkörpers 10 und/oder des Dorns 14 gemäß 3a beispielsweise eine Länge von 10 mm aufweisen kann erstreckt sich der gekröpfte Verlauf des Düsenkörpers 10 und/oder des Dorns 14 gemäß 6a lediglich über eine Strecke von 0,5 mm. Dabei können sowohl der Düsenkörper 10 als auch der Dorn 14 oder aber nur eine der beiden Komponenten einen gekröpften Verlauf aufweisen.
Der Druckverlauf der Düsenanordnung gemäß der 6a ist in 6b dargestellt und weist die selben Vorteile auf wie der Druckverlauf gemäß 3b. Ein starker Druckabfall findet gemäß 6b im Vergleich zu 3b noch näher an der Austrittsöffnung, das heißt in 6b nach rechts verschoben statt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ein Extrudieren/Ausstoßen der Schmelze 24 aus der Austrittsöffnung 20 des Düsenspaltes 16, wobei die Schmelze 24 durch eine nicht dargestellte Heizvorrichtung auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die unter der geforderten Verarbeitungstemperatur der Schmelze 24 liegt. Das Aufheizen der Schmelze 24 kann auch durch Rotation einer Extrudierschnecke (nicht dargestellt) erfolgen. Unmittelbar vor und/oder beim Passieren der Austrittsöffnung 20 des Düsenspaltes 16 wird die Schmelze 24 unter Verwendung von Scherkräften und Dissipation auf die geforderte Verarbeitungstemperatur aufgeheizt. Wichtig ist hierbei, dass die Düsenanordnung im Austrittsbereich 16a des Düsenspalts 16 eine geringe Wärmekapazität aufweist, so dass eine größere Wärmeabfuhr in diesem Bereich vermieden wird. Hierdurch kann eine kurzzeitige und lokal begrenzte Erwärmung der Schmelze in dem Austrittsbereich realisiert werden. Eine kurzzeitige Erwärmung der Schmelze ist gemäß dem Stand der Technik bisher nicht möglich, weil die thermische Trägheit der elektrisch beheizten Düsen zu groß ist. Innerhalb eines Produktionszyklus konnten daher die Temperaturen bisher nicht wesentlich verändert werden, was durch die erfindungsgemäße Düsenanordnung und das erfindungsgemäße Verfahren nun möglich wird.
Eine Möglichkeit, die Schergeschwindigkeit der Schmelze 24 im Düsenspalt 16 in einem großen Bereich zu variieren, besteht darin, eine diskontinuierliche Extrusion durchzuführen. Im Gegensatz zur kontinuierlichen Extrusion (mit Schlauchkopf) wird bei der diskontinuierlichen Extrusion ein Speicherkopf, wie beispielsweise in 1 dargestellt, verwendet. Durch das Variieren der Schergeschwindigkeit der Schmelze lassen sich die Drücke im Austrittsbereich des Düsenspalts und damit die Höhe der Schmelzetemperatur erheblich beeinflussen. Optimierungsarbeiten werden hierdurch wesentlich erleichtert.

Claims

Düsenanordnung zum Herstellen von Kunststoffhohlkörpern mit einem Düsenkörper (10), der eine mit einem zur Aufnahme von Kunststoffmaterial vorgesehenen Raum (30) verbindbare Düsenöffnung (12) aufweist und einem in der Düsenöffnung (12) zur Ausbildung eines Düsenspaltes (16) angeordneten Dorn (14), wobei zur Ausbildung des Kunststoffhohlkörpers flüssiges Kunststoffmaterial durch den Düsenspalt (16) förderbar ist, und wobei ein Ende des Düsenspaltes (16) eine Austrittsöffnung (20) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (10) und/oder der Dorn (14) in Förderrichtung des flüssigen Kunststoffmaterials unmittelbar vor der Austrittsöffnung (20) einen gekröpften Verlauf aufweisen.
Düseanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (10) in radialer Richtung (22) einen nach innen in Richtung des Dorns (14) gekröpften Verlauf aufweist.
Düseanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (14) in radialer Richtung (22) einen nach außen in Richtung des Düsenkörpers (10) gekröpften Verlauf aufweist.
Düseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Düsenkörper (10) und dem Dorn (14) an der Austrittsöffnung (20) ein Winkel α von 90°, bevorzugt 110°, und besonders bevorzugt 130° eingeschlossen ist.
Düseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich der Düsenkörper (10) oder der Dorn (14) unmittelbar vor der Austrittsöffnung (20) einen gekröpften Verlauf aufweisen.
Düseanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Düsenkörper (10) und dem Dorn (14) an der Austrittsöffnung (20) ein Winkel α von 45°, bevorzugt 55° und besonders bevorzugt 65° eingeschlossen ist.
Düseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenspalt (16) eine in Richtung der Austrittsöffnung (20) diskontinuierlich zunehmende Verengung seines Querschnitts aufweist.
Düseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenspalt (16) in einem Abschnitt (16b), der nicht an der Austrittsöffnung (20) grenzt, eine Erweiterung seines Querschnitts aufweist.
Düseanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenspalt (16) in Richtung der Austrittsöffnung (20) hinter der Erweiterung seines Querschnitts eine Verengung seines Querschnitts aufweist.
Düseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenspalt (16) ringförmig ausgebildet ist.
Düseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (10) ringförmig ausgebildet ist.
Düseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (14) einen runden Querschnitt aufweist.
Düseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (10) und/oder der Dorn (14) im Bereich der Austrittsöffnung (20) dünnwandig ausgebildet sind, so dass sie in diesem Bereich eine geringe Wärmekapazität aufweisen.
Verfahren zum Betreiben von Blasformmaschinen mit den Schritten: Extrudieren der Schmelze (24) aus einer Austrittsöffnung (20) eines Düsenspalts (16) dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze (24) durch eine Heizvorrichtung auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die unter der vorgegebenen Verarbeitungstemperatur der Schmelze (24) liegt, wobei die Schmelze (24) unmittelbar vor und/oder beim Passieren der Austrittsöffnung (20) des Düsenspalts (16) unter Verwendung von Scherkräften und Dissipation auf ihre geforderte Verarbeitungstemperatur aufgeheizt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze (24) unmittelbar vor und/oder beim Passieren der Austrittsöffnung (20) lokal und insbesondere kurzzeitig auf ihre optimale Verarbeitungstemperatur aufgeheizt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudieren der Schmelze (24) diskontinuierlich, vorzugsweise unter Verwendung eines Speicherkopfes erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 16 gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt: Erhöhen und/oder Verringern der Fördergeschwindigkeit der Schmelze (24) im Düsenspalt (16) zum Erhöhen und/oder Verringern der Schergeschwindigkeit der Schmelze (24) sowie des Drucks der Schmelze (24) und ihrer Temperatur.