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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung thermoplastischer
Hohlkörper, die aus mindestens zwei thermoplastischen Materialien
bestehen, bei dem ein schlauchförmiger Vorformling in einer
Blasform zu dem Hohlkörper ausgeformt wird, wobei für
jedes zu extrudierende Material jeweils ein Massespeicher vorgesehen
ist, in den das zu extrudierende schmelzflüssige Material
hineingefördert wird und aus dem das zu extrudierende Material
durch eine Verschiebebewegung eines Kolbens ausgebracht wird, wobei
während der Extrusion des Vorformlings der relative Anteil
wenigstens eines der Materialien über den axialen Verlauf
des schlauchförmigen Vorformlings verändert wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur
Herstellung thermoplastischer Hohlkörper nach einem Verfahren
der genannten Art.
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Um
nach dem Blasformverfahren Hohlkörper herzustellen, die
aus zwei verschiedenen Kunststoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften
bestehen, (beispielsweise HART-WEICH,) werden nach dem Stand der
Technik Vorrichtungen eingesetzt, bei denen mindestens zwei Extruder
zwei Kolben-Schmelze-Zwischenspeicher füllen, aus denen
bei Bedarf flüssige/plastische Masse in einen Extruderkopf (Schlauchkopf)
ausgestoßen werden. Dabei werden zwei jeweils mit Kolben
versehene Massespeicher jeweils mit verschiedenen Sorten Kunststoffen
gefüllt, die im erkalteten Zustand später unterschiedliche Werkstoffeigenschaften
aufweisen, zum Beispiel hart bzw. elastisch. Derartige Anforderungen
bestehen zum Beispiel bei der Herstellung von rohrförmigen Hohlkörpern,
die einen vergleichsweise harten Anschlussbereich aufweisen sollen,
jedoch in bestimmten Zonen weich bleiben müssen, um zum
Beispiel bei der Montage Winkelanpassungen vornehmen zu können.
Die Übergänge vom harten auf den weichen Bereich
eines solchen Hohlkörpers sollten möglichst kurz
sein, weshalb eine sehr feinfühlige Regelung beim Ausstoßvorgang
notwendig wird. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, diese
Regelung mit Hilfe des Kolbens des Schmelze-Zwischenspeichers zu
bewerkstelligen, indem der Kolben nach Beendigung des Ausstoßens
des einen Materials und zu Beginn des Ausstoßvorgangs des
anderen Materials entweder aktiv zurückgezogen wird oder
einfach kraftfrei geschaltet wird. Dadurch baut sich der Restdruck
in der Schmelze des einen Materials ab.
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In
der
DE 44 23 381 C2 ist
ein Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Hohlkörper
der eingangs genannten Gattung beschrieben, bei dem für jedes
zu extrudierende Material jeweils ein Massespeicher vorgesehen ist,
in den das zu extrudierende schmelzflüssige Material aus
einer Schnecken-Plastifiziereinheit hineingefördert wird
und aus dem das zu extrudierende Material durch eine Verschiebebewegung
eines Kolbens ausgebracht wird. Um den relativen Anteil eines der
Materialien über den axialen Verlauf des schlauchförmigen
Vorformlings rasch zu verändern, wird in dieser Schrift
vorgeschlagen, die Geschwindigkeit des Kolbenvorschubs für
den Kolben des entsprechenden Massespeichers so zu verändern,
dass dieser zeitweise eine negative Geschwindigkeit erhält.
Mit anderen Worten, die Vorschubrichtung des Kolbens wird kurzfristig
umgekehrt und der Kolben zurück gezogen, um so eine Druckentlastung
in dem Verbindungskanal von diesem Massespeicher zum Extrusionskopf
zu erreichen, wodurch dann der Zufluss dieser Komponente zum Extrusionskopf
verringert oder eingestellt werden soll. In der Praxis hat sich
jedoch gezeigt, dass bedingt durch die langen Zuströmwege
vom Zwischenspeicher hin zum Schlauchkopf (Extrusionskopf), wo der
Zusammenfluss der Massen im Bereich einer Ringdüse erfolgt,
und die verhältnismäßig große
Masse an schmelzflüssigem Material im Zwischenspeicher,
das System zu träge ist und die angestrebte feinfühlige
Druckregelung des Schmelzestroms tatsächlich nicht erreicht
wird.
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Hier
setzt die vorliegende Erfindung ein. Die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Hohlkörper
der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches
eine bessere und genauere Druckregelung des jeweiligen Schmelzestroms
der einzelnen schmelzflüssigen Komponenten ermöglicht.
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Die
Lösung dieser Aufgabe liefert ein Verfahren zur Herstellung
thermoplastischer Hohlkörper der eingangs genannten Gattung
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass der Druck im Schmelzekanal zwischen Massespeicher des
einen Materials und Extrusionskopf mittels eines in den Schmelzekanal
einfahrbaren Druckregelstifts geregelt wird. Der Druckregelstift
wird an einer geeigneten Stelle in den Schmelzekanal, durch den
eines der Materialien zum Extrusionskopf gefördert wird, gefahren,
beispielsweise hydraulisch und bevorzugt aus konstruktiven Gründen
in bezogen auf den Schmelzekanal axialer Richtung. Abhängig
von der Position des Druckregelstifts (Ein fahrtiefe) und dessen
Abmessungen ergibt sich eine Verdrängung und aufgrund dieser
Volumendifferenz eine Druckerhöhung beim Einfahren des
Druckregelstifts bzw. eine Druckentlastung beim Zurückziehen
des Druckregelstifts. Da dieser Druckregelstift sehr rasch bewegt werden
kann und dieser in den Schmelzekanal vergleichsweise nahe zum Extrusionskopf
einfahren kann, ergibt sich eine feinfühlige und sehr direkte
Regelung des Schmelzeflusses. Wird zum Beispiel gewünscht,
dass eines der (co)extrudierten Materialien im Austrittsbereich
am Extrusionskopf kurzfristig mengenmäßig stark
verringert wird, kann man dies durch ausfahren des Druckregelstifts
aus dem Schmelzekanal erreichen, wodurch sich eine plötzliche
Druckentlastung im Schmelzekanal ergibt, so dass diese Komponente
nicht mehr am Extrusionskopf austritt. Da der Druckregelstift bei
dieser Lösungsvariante ständig von der Schmelze
umspült wird, kann sich kein Material absetzen. Außerdem wird
der ohnehin vorhandene Schmelzekanal genutzt, um den Stift unterzubringen,
wodurch diese Lösung konstruktiv einfach ist. Der Schmelzekanal
sollte so ausgelegt werden, dass keine Totzonen entstehen, da sich
sonst dort bedingt durch die längere Verweilzeit Vernetzungen
und Ablagerungen bilden, die eine Demontage und Reinigung der Vorrichtung
erforderlich machen würden.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Aufgabenlösung ist bevorzugt vorgesehen,
dass mittels mindestens einer im Schmelzekanal stromaufwärts
zu dem Druckregelstift angeordneten weiteren unabhängigen
Absperreinrichtung der Schmelzekanal verschließbar ist.
Diese Maßnahme ermöglicht es, den Einfluss des
stromaufwärts liegenden Extruders und/oder des Schmelze-Zwischenspeichers
auszuschalten, so dass man allein den Druck des Restvolumens der
Schmelze ab der Absperrung bis hin zu dem Bereich, wo die Ströme
der unterschiedlichen Materialien zusammenfließen (vor
dem Extrusionskopf) regeln muss. Dies ermöglicht es, Materialübergänge
in dem zu extrudierenden Vorformling noch genauer einzustellen.
Außerdem ergibt sich dann die Möglichkeit, dass
man den Extruder kontinuierlich fördern lässt
und somit der Massespeicher bereits wieder gefüllt werden
kann, während die Schmelze für den gerade herzustellenden
Vorformling aus dem Extrusionskopf austritt. Dies hat den Vorteil,
dass durch das Befüllen des Massespeichers nach der Absperrung
der Prozess des Austretens der Schmelze in dem stromabwärts
liegenden Bereich der Vorrichtung nicht beeinflusst wird. Außerdem
lässt sich in manchen Fällen auch die Zykluszeit
verkürzen. Als Absperreinrichtung kann bei dieser Variante
beispielsweise ein Drehschieber oder Hahn dienen.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann man auch durch axiales
Vorschieben oder axiales Zurückziehen des Druckregelstifts
in dem Schmelzekanal diesen vollständig verschließen. Dies
kann zum Beispiel konstruktiv dadurch gelöst werden, dass
durch eine Verengung in dem Schmelzekanal ein Ventilsitz gebildet
ist und der Druckregelstift so geformt ist, dass dieser in einer
vorgeschobenen Position oder in einer zurückgezogenen Position bei
Anlage an dem Ventilsitz den Schmelzekanal vollständig
verschließt. Vorteilhaft ist dabei, dass man die Bewegung
eines ohnehin vorhandenen Druckregelstifts nutzen kann, indem man
diesen in eine Endstellung fährt und so den Schmelzedurchfluss
sperrt. Allerdings kann man dann den Schmelzedruck nicht unabhängig
von der Sperrung regeln. Dies ist jedoch dann möglich,
wenn wie bereits oben erwähnt wurde eine weitere unabhängige
Absperreinrichtung stromaufwärts vorgesehen ist, zum Beispiel
mit einem Kugelhahn oder einer ähnlichen Konstruktion.
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Bei
einer vorteilhaften alternativen Variante des Verfahrens nutzt man
den Druckregelstift zur Erzielung einer Druckerhöhung im
Schmelzekanal, indem man diesen in umgekehrter Richtung zur Druckentlastungsrichtung
in den Schmelzekanal einfahren (einschießen) lässt.
Durch eine solche Druckerhöhung kann man zum Beispiel eine
Verbesserung der Wandstärkenverteilung im Vorformling erzielen,
die beispielsweise dann erforderlich sein kann, wenn ein Bogen an
dem Vorformling hergestellt wird, bei dem im Bereich des Außenradius
eine Tendenz zu einem dünner werden der Wandung besteht.
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Gemäß einer
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann man auch eine pulsierende Bewegung des Druckregelstifts vorsehen,
um einen schnellen Wechsel zwischen Druckentlastung und Druckerhöhung
zu erreichen. Dies ist mit kurzer Ansprechzeit nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren möglich, die zum Beispiel im Bereich von wenigen
Sekunden liegt.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht bei der Herstellung von
Vorformlingen für das Blasformen eine wesentliche Verbesserung
der Artikelqualität, da sich der kritische Materialübergang
beim Wechsel zweier thermoplastischer Materialien (beispielsweise von
hart auf weich) und die Verteilung der Materialien in der Wandstärke
des Artikels deutlich genauer und effektiver beeinflussen lässt
als bei bekannten Verfahren.
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Eine
in dem Nebenanspruch 5 beschriebene alternative Lösungsvariante
des gattungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass über
mindestens einen kleineren in der Nähe des Extrusionskopfes
angeordneten Massespeicher schmelzflüssiges Material zur Erzielung
einer Druckentlastung aus einem Schmelzekanal entnommen oder zur
Druckerhöhung in diesen Schmelzekanal gegeben wird. Auch
auf diese Weise lässt sich der Druck in dem Schmelzekanal mindestens
eines der Materialien feinfühlig regeln. Bei dieser Variante
ist es vorteilhaft, wenn man eine Beheizung des kleinen Massespeichers
vorsieht, um eine Abkühlung des dort enthaltenen Schmelzevolumens
zu vermeiden.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung
thermoplastischer Hohlkörper nach einem Verfahren der genannten
Art mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Diese Vorrichtung umfasst
wenigstens einen Massespeicher für jedes Material, eine
Einrichtung zur Einspeisung des Materials in den Massespeicher,
einen Extrusionskopf mit einer Düse, an dem die Schmelze austritt
und wenigstens einen Schmelzekanal zwischen jeweils einem Massespeicher
und dem Extrusionskopf für jedes Material, wobei im Strömungsweg vor
dem Extrusionskopf wenigstens zwei Schmelzekanäle zusammenlaufen,
wobei erfindungsgemäß wenigstens ein in den Schmelzekanal
einfahrbarer bzw. aus diesem herausfahrbarer Druckregelstift im Strömungsweg
eines Schmelzekanals zwischen einem Massespeicher und dem Extrusionskopf
angeordnet ist.
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Um
gemäß einer Variante der Erfindung den Schmelzekanal
mittels des Druckregelstifts gegebenenfalls vollständig
verschließen zu können, ist beispielsweise durch
eine Verengung in dem Schmelzekanal ein Ventilsitz gebildet ist
und der Druckregelstift ist so geformt, dass dieser in einer vorgeschobenen Position
oder in einer zurückgezogenen Position bei Anlage an dem
Ventilsitz den Schmelzekanal vollständig verschließt.
Dazu kann der Druckregelstift zum Beispiel eine Verdickung im Kopfbereich
ausweisen, die in einer vorgeschobenen oder einer zurückgezogenen
Position an der genannten Verengung zur Anlage kommt.
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Um
die erfindungsgemäße Druckerhöhung oder
Druckentlastung in dem Schmelzekanal zu bewirken, ist eine konstruktive
Lösung bevorzugt, bei der der Druckregelstift so angeordnet
ist, dass er axial, vorzugsweise koaxial in den Schmelzekanal einfahrbar
ist, wobei zwischen Druckregelstift und Wandung des Schmelzekanals
jeweils ein Ringraum verbleibt. Durch die Verdrängung eines
Teils der Schmelze entsteht beim Einfahren des Druckregelstifts
die Druckerhöhung. Bei einem rein geradlinig ausgebildeten
Schmelzekanal ist ein axiales Einfahren des Druckregelstifts nur
mit größerem konstruktiven Aufwand lösbar,
weshalb erfindungsgemäß eine Lösung bevorzugt
ist, bei der der Druckregelstift im Bereich einer Biegung oder Umlenkung
des Schmelzekanals angeordnet ist und axial in einen stromaufwärts
oder stromabwärts der Biegung oder Umlenkung liegenden
Abschnitt des Schmelzekanals einfahrbar angeordnet ist. In diesem
Fall kann der Druckregelstift koaxial in den entsprechenden Abschnitt
des Schmelzekanals auf der einen oder anderen Seite der Biegung
oder Umlenkung einfahren.
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Die
in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Detailbeschreibung.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher
beschrieben.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
schematisch vereinfachte Ansicht eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Herstellung thermoplastischer Hohlkörper, die
für das Blasformen vorgesehen sind, gemäß einer
ersten beispielhaften Variante;
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2 eine
schematisch vereinfachte Ansicht eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Herstellung thermoplastischer Hohlkörper, die
für das Blasformen vorgesehen sind, gemäß einer
zweiten beispielhaften Variante;
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3 eine
schematisch vereinfachte Ansicht eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Herstellung thermoplastischer Hohlkörper, die
für das Blasformen vorgesehen sind, gemäß einer
dritten beispielhaften Variante;
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4 eine
schematisch vereinfachte Ansicht eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Herstellung thermoplastischer Hohlkörper, die
für das Blasformen vorgesehen sind, gemäß einer
vierten beispielhaften Variante;
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5 eine
vereinfachte Teilansicht eines Ausschnitts der Vorrichtung im Bereich
des Extrusionskopfes.
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Zunächst
wird auf die 1 Bezug genommen. Die Darstellung
zeigt eine schematisch vereinfachte Ansicht eines Ausschnitts einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung
thermoplastischer Hohlkörper, die für das Blasformen
vorgesehen sind, gemäß einer ersten beispielhaften
Variante, wobei nur der Teilbereich eines Schmelzekanals für
eines der Materialien mit dem Massespeicher und dem einfahrbaren
Druckregelstift gezeigt ist. Der weitere sich anschließende
Strömungsweg der Schmelze ergibt sich aus der Darstellung
gemäß 5. Die in 1 gezeigte
Vorrichtung umfasst den Massespeicher 10, innerhalb dessen
ein in axialer Richtung verfahrbarer Kolben 11 angeordnet
ist, der die Schmelze in Pfeilrichtung fördert. Die Einspeisung
der Schmelze in den Hohlraum 12 des Massespeichers erfolgt über
eine geeignete Einrichtung, umfassend insbesondere einen hier nicht
dargestellten Extruder mit zum Beispiel einer Schneckenfördereinrichtung,
der an eine Anschlussvorrichtung 13 angeschlossen wird.
Aus dem Extruder gelangt dann die Schmelze in die An schlussvorrichtung 13 und
strömt in einen Kanal 14, der radial in eine axiale
Nut 15 des Kolbens 11 mündet. Diese axiale
Nut 15 des Kolbens steht in Verbindung mit einer vorderen Öffnung 16 des
Kolbens, so dass die Schmelze über diese in den Hohlraum 12 des
Massespeichers gelangt und bei Vorschub des Kolbens 11 unter
Druck durch den stromabwärts sich anschließenden
Abschnitt 17 des Schmelzekanals gefördert wird.
Nach einer ersten Umbiegung folgt stromabwärts ein Abschnitt 18 des Schmelzekanals,
in den der Druckregelstift 19 koaxial einfahren kann, um
eine Druckerhöhung im Schmelzekanal zu bewirken. Dazu ist
eine elektrische oder hydraulische Betätigungseinheit 20 vorgesehen,
die den Druckregelstift 19 in den Schmelzekanal 18 einschießen
lässt. Bei bereits eingefahrenem Druckregelstift 19 kann
man diesen aus dem Schmelzekanal 18 zurückziehen,
wodurch eine plötzliche Druckentlastung auftritt, die dazu
führt, dass am Extrusionskopf das durch diesen Schmelzekanal
geförderte Material nicht mehr oder nur noch in stark reduziertem
Ausmaß austritt. Wie man aus der Darstellung gemäß 1 sieht,
ist der Druckregelstift 19 im Bereich einer Umlenkung 21 des
Schmelzekanals um etwa 90° angeordnet, an die sich stromabwärts des
Druckregelstifts 19 ein weiterer Abschnitt 22 des Schmelzekanals
anschließt, der dann zum Extrusionskopf führt,
wie weiter unten noch näher erläutert wird. Der
Druckregelstift 19 ist in 1 in der
ausgefahrenen Stellung dargestellt und wenn er eingeschossen wird,
bewegt er sich entgegen der Förderrichtung der Schmelze
in den Abschnitt 18 des Schmelzekanals, so dass er dann
koaxial in diesem angeordnet ist, wobei sich ein Ringraum zwischen dem
Druckregelstift und der Wandung des Schmelzekanals ergibt, da der
Druckregelstift wie man sieht schmaler ist als der Innendurchmesser
des Schmelzekanals 18. Es wird dann die dem Volumen des Druckregelstifts
entsprechende Menge der Schmelze verdrängt, wodurch sich
eine Druckerhöhung der bereits unter einem vergleichsweise
hohen Druck (beispielsweise 200 bar) stehenden Schmelze ergibt. Dadurch
wird am Extrusionskopf mehr Schmelze dieser Komponente austreten,
so dass man zum Beispiel bei Extrusion eine rohrförmigen
Hohlkörpers den Anteil dieser Komponente an der Wandstärke des
Hohlkörpers erhöhen kann.
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2 zeigt
eine Variante einer im Prinzip ähnlich aufgebauten Vorrichtung,
bei der jedoch im Gegensatz zu der Variante nach 1 eine
zusätzliche Absperreinrichtung 23 in dem Abschnitt 18 des Schmelzekanals
und somit im Strömungsweg oberhalb der Druckregelstifts
vorgesehen ist. Die Absperreinrichtung 23 kann beispielsweise
als Kugelhahn oder dergleichen ausgebildet sein. Wenn man über diese
Absperreinrichtung 23 den Schmelzekanal absperrt, kann
man den Einfluss des Extruders und des Massespeichers 10, 12 abschalten
und damit das gesamte Volumen der Schmelze, auf das sich eine Druckveränderung
auswirkt, auf das Volumen in dem verbleibenden Abschnitt 18 des
Schmelzekanals reduzieren. Dies ermöglicht eine noch genauere
Regelung des Schmelzedrucks und der Austrittsmenge der Schmelze
am Extrusionskopf. Wie der Vergleich mit 1 zeigt,
ist in 2 der Druckregelstift 19 in seinem eingefahrenen
Zustand gezeigt.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 3 eine weitere
alternative Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung
näher erläutert. Im Prinzip ist die Vorrichtung
hier weitgehend identisch aufgebaut wie bei der Variante von 1,
so dass die bereits erläuterten Details hier nicht noch
einmal beschrieben werden. Jedoch sind hier der Abschnitt 18 des
Schmelzekanals und der Druckregelstift 19 etwas anders
ausgebildet. Wie man sieht weist der Abschnitt 18 des Schmelzekanals
eine Verengung 24 auf, durch die eine Art Ventilsitz gebildet
ist. Der Druckregelstift 19 hat an seinem Kopf eine Verdickung 25.
Wenn man nun den Druckregelstift aus der in 3 gezeigten
Position axial weiter in den Schmelzekanal einfährt, gelangt
der Kopf des Druckregelstifts mit seiner Verdickung 25 in
einer Endposition in eine Stellung, in der er an der Verengung 24 anliegt
und den Schmelzekanal vollständig verschließt.
Durch diese Maßnahme kann man somit ebenfalls eine vollständige
Absperrung des Schmelzekanals bewirken, ohne eine zusätzliche
Absperreinrichtung zu verwenden wie bei der zuvor beschriebenen
Variante. Alternativ kann man aber auch den Druckregelstift 19 nur
so weit in den Schmelzekanal einfahren, dass der zuvor bei 1 beschriebene
Effekt der Druckerhöhung erreicht wird.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 4 eine weitere
alternative Variante der Erfindung beschrieben, bei der man ähnlich
wie bei der zuvor unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen
Variante ein vollständiges Verschließen des Schmelzekanals über
den Druckregelstift 19 bewirken kann. Auch in dem Ausführungsbeispiel
nach 4 weist der Druckregelstift 19 an seinem
Kopf eine Verdickung 25 auf, die hier etwas anders geformt
ist. In dem Schmelzekanal ist im Abschnitt 18 wiederum
eine Verengung 24 gebildet. Der Unterschied besteht jedoch
darin, dass die Position des Druckregelstifts im Schmelzekanal so
ist, dass dessen Kopf mit der Verdickung 25 in jeder Position
jenseits der Verengung 24 liegt. 4 zeigt
den Druckregelstift in einer eingefahrenen Stellung. Wenn er aus
dieser Stellung zurückgezogen wird, dann gelangt sein Kopf
an der Verengung 24 zur Anlage, so dass bei dieser Variante
der vollständige Verschluss des Schmelzekanals in einer
zurückgezogenen Position des Druckregelstifts erreicht
wird, während dies bei der Variante von 3 in
einer vorgeschobenen Endposition der Fall ist.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 5 der weitere
Schmelzekanal beschrieben, der sich an den jeweils in den 1 bis 4 gezeigten Abschnitt 22 des
Schmelzekanals in Strömungsrichtung anschließt. 5 zeigt
einen weiteren Teilbereich der Vorrichtung mit dem Extrusionskopf 28,
an dem ein aus mindestens zwei thermoplastischen Materialien be stehender
Schmelzestrang austritt, so dass eine Coextrusion eines hier nicht
dargestellten etwa rohrförmigen thermoplastischen Hohlkörpers erfolgen
kann, dessen Wandung aus mindestens zwei verschiedenen Kunststoffen
aufgebaut ist, wobei sich der Aufbau der Wandung dieses Hohlkörpers über
dessen axiale Länge ändert, das heißt,
dass zum Beispiel ein erster Abschnitt aus nur einer Komponente
oder einem größeren Anteil einer ersten Komponente
besteht, an den sich dann axial ein Abschnitt anschließt,
der nur aus einer zweiten Komponente besteht oder dessen Wandung
zweischichtig aufgebaut ist aus beiden Komponenten, wobei jedoch
der Anteil der beiden Komponenten an der Wandstärke des
Hohlkörpers sich von einem Abschnitt zum nächsten
verändert. Deshalb ist es bei einem Verfahren der erfindungsgemäßen
Art notwendig, den Schmelzestrom der jeweiligen Materialien beider
Komponenten fein zu regeln.
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Von
dem in den 1 bis 4 gezeigten Abschnitt 22 gelangt
die Schmelze der einen Komponente in den in 5 rechts
gezeigten Abschnitt 26 des Schmelzekanals. Um die beiden
Komponenten im Bereich des Extrusionskopfes zusammen zu bringen,
ist der sich dann stromabwärts anschließende Abschnitt 27 als
Ringkanal ausgebildet, von dem aus die Schmelze der ersten Komponente
dann nach Umlenkung um etwa 90° in einen bezogen auf den Extrusionskopf 28 axialen
Ringkanal 29 gelangt und dort weiter in axialer Richtung
in der Zeichnung von oben nach unten in Richtung auf den Extrusionskopf 28 strömt.
Die zweite Komponente des zu extrudierenden Vorformlings wird über
einen ähnlichen Schmelzekanal mit Einspeisung über
einen Extruder, mit Massespeicher sowie Druckregelstift wie zuvor anhand
der 1 bis 4 erläutert zum Extrusionskopf 28 gefördert.
Diese Bauelemente und der Schmelzekanal für die zweite
Komponente entsprechen denjenigen für die erste Komponente,
wie sie bereits zuvor beschrieben wurden und sind daher in den Zeichnungen
nicht noch einmal dargestellt. Wichtig ist, dass man im Rahmen der
Erfindung auch den Schmelzeausstoß der zweiten Komponente
mittels Druckregelstift unabhängig von der ersten Komponente
fein einstellen kann. Nach dem gleichen Prinzip kann auch noch eine
dritte oder weitere Komponenten in geregelter Form einem Extrusionskopf zugeführt
werden.
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Diese
zweite Komponente gelangt dann in einen inneren Ringkanal 30,
der in seinem unteren Abschnitt etwa konzentrisch und koaxial zu
dem äußeren Ringkanal 29 verläuft, über
den die erste Komponente zum Extrusionskopf 28 gelangt.
Beide Ringkanäle 29, 30 verlaufen wie
man in 5 sieht über eine Strecke etwa koaxial
und parallel zueinander in Richtung auf den Extrusionskopf 28,
bis sie an einem Punkt kurz vor Erreichen der Düse ineinander
münden. Dieser Mündungsbereich ist in der Zeichnung mit 31 bezeichnet.
Die beiden Schmelzeströme fließen dann dort zu
einem Schmelzestrang zusammen, der aus der Düse des Extrusionskopfs
als Coextrusions-Strang austritt, in dem die erste Komponente außen liegt
und die zweite Komponente innen liegt. Damit wird ein rohrförmiger
Hohlkörper extrudiert, dessen Wandung aus den beiden Komponenten
aufgebaut ist. Wenn nun mit Hilfe der Druckregelstifte 19 (siehe 1 bis 4)
eine Regelung des Drucks in dem jeweiligen Schmelzekanal der einen
oder anderen Komponente erfolgt, kann der Anteil dieser Komponente
in dem an der Düse austretenden Schmelzestrang während
der laufenden Extrusion mit hoher Genauigkeit verringert oder erhöht
werden.
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Extrusionsköpfe
der in 5 dargestellten Art und die Kanalsysteme für
die Zuleitung der verschiedenen Materialien zum Extrusionskopf,
wie sie oben beschrieben wurden, sind an sich aus dem Stand der
Technik bekannt. Das zuvor beschriebene System ist nur als beispielhaft
aufzufassen. Es können im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens auch ganz anders aufgebaute Extrusionsköpfe
und Kanalsysteme zur Anwendung kommen.
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Alternativ
zu der in den 1 bis 5 beschriebenen
Variante könnte man auch den Druckregelstift 19 (siehe 1)
und/oder den in Anspruch 5 genannten kleineren Massespeicher (Zusatzspeicher)
in der Nähe des Extrusionskopfs 28 oder im Extrusionskopf
anordnen, wodurch man eine Verlagerung noch näher an den
Punkt erhält, an dem die Schmelze aus der Vorrichtung austritt.
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- 10
- Massespeicher
- 11
- Kolben
- 12
- Hohlraum
- 13
- Anschlussvorrichtung
für Extruder
- 14
- Kanal
- 15
- axiale
Nut
- 16
- Öffnung
- 17
- Abschnitt
des Schmelzekanals
- 18
- Abschnitt
des Schmelzekanals
- 19
- Druckregelstift
- 20
- Betätigungseinheit
- 21
- Umlenkung
- 22
- Abschnitt
des Schmelzekanals
- 23
- Absperreinrichtung
- 24
- Verengung
- 25
- Verdickung
- 26
- Abschnitt
des Schmelzekanals
- 27
- Abschnitt,
Ringkanal
- 28
- Extrusionskopf
- 29
- Ringkanal
- 30
- innerer
Ringkanal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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