DE102011002313A9 - Extrusion tool for the production of flat preforms from a plastic melt - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Extrusionswerkzeug zur Herstellung von aus einer Kunststoffschmelze geformten flächigen Vorformlingen, die in thermoplastischem Zustand einer Blasformanlage zugeführt werden. Das Extrusionswerkzeug umfasst einen Düsenkörper (1) der mindestens einen Schmelzekanal (2) mit einem Einlaufbereich (3) und einer daran anschließenden Düsenzone (4) mit einem sich zum Austritt verjüngenden Düsenspalt zur Bildung eines flächigen Vorformlings aufweist. Der Düsenspalt ist in der Düsenzone von Düsenelementen (6, 7) begrenzt. Die Spaltbreite des Düsenspaltes kann durch programmgesteuerte Zustellbewegungen zumindest eines Düsenelementes (7) während der Extrusion eines Vorformlings verändert werden. An mindestens einem Ende der Düsenelemente (6, 7) ist ein Kopfstück (8) vorgesehen, welches den Düsenspalt zwischen den Düsenelementen (6, 7) ausfüllt und während der Extrusion eines Vorformlings entlang den Düsenelementen zum Zwecke einer Verstellung der Extrusionsbreite des Düsenspaltes axial verstellbar ist.The invention relates to an extrusion tool for producing flat preforms which are formed from a plastic melt and are fed to a blow molding plant in the thermoplastic state. The extrusion tool comprises a die body (1) which has at least one melt channel (2) with an inlet area (3) and a subsequent die zone (4) with a die gap that narrows towards the exit to form a flat preform. The die gap is limited in the die zone by die elements (6, 7). The gap width of the die gap can be changed by program-controlled infeed movements of at least one die element (7) during the extrusion of a preform. At least one end of the nozzle elements (6, 7) has a head piece (8) which fills the nozzle gap between the nozzle elements (6, 7) and can be adjusted axially during the extrusion of a preform along the nozzle elements for the purpose of adjusting the extrusion width of the nozzle gap is.
Description
Die Erfindung betrifft ein Extrusionswerkzeug zur Herstellung von aus einer Kunststoffschmelze geformten flächigen Vorformlingen, die im thermoplastischen Zustand einer Blasformanlage zugeführt werden.The invention relates to an extrusion tool for producing flat preforms which are formed from a plastic melt and are fed to a blow molding plant in the thermoplastic state.
Das Extrusionswerkzeug umfasst einen Düsenkörper, der mindestens einen Schmelzekanal mit einem Einlaufbereich und einer daran anschließenden Düsenzone mit einem sich zum Austritt verjüngenden Düsenspalt zur Bildung eines flächigen Vorformlings aufweist. Der Düsenspalt in der Düsenzone ist von Düsenelementen begrenzt. Seine Spaltbreite ist durch programmgesteuerte Zustellbewegungen zumindest eines der Düsenelemente während der Extrusion eines Vorformlings veränderbar.The extrusion tool comprises a nozzle body which has at least one melt channel with an inlet area and a nozzle zone connected thereto with a nozzle gap that narrows towards the outlet for the formation of a flat preform. The die gap in the die zone is limited by die elements. Its gap width can be changed by program-controlled infeed movements of at least one of the nozzle elements during the extrusion of a preform.
Ein Extrusionswerkzeug mit den beschriebenen Merkmalen ist beispielsweise aus
Die nach unten aus dem Extrusionswerkzeug austretenden Vorformlinge hängen aufgrund der Schwerkraft durch. Ein mittlerer Abschnitt der flächigen Vorformlinge eilt vor. Im oberen Bereich der Vorformlinge kommt es zu einer Einschnürung, das heißt zu einer Reduzierung der Vorformlingsbreite. Hinzu kommen rheologische Effekte, welche sich auf die Kontur des austretenden Vorformlings auswirken. Um sicherzustellen, dass die Vorformlinge die Kavität der Blasform abdecken und beim Blasformprozess eine umlaufende Verschweißung der miteinander zu verbindenden Flächen der Vorformlinge erfolgt, müssen die Vorformlinge mit einer entsprechend größeren Breite extrudiert werden. Dadurch fällt beim Blasformprozess unnötiger Abfall an.The preforms emerging from the extrusion die sag due to gravity. A middle portion of the preform sheets is advanced. A constriction occurs in the upper area of the preforms, ie the width of the preforms is reduced. In addition, there are rheological effects that affect the contour of the emerging preform. In order to ensure that the preforms cover the cavity of the blow mold and that the surfaces of the preforms to be joined are welded all the way around during the blow molding process, the preforms must be extruded with a correspondingly greater width. This creates unnecessary waste in the blow molding process.
Aus
Die
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Extrusionswerkzeug zur Herstellung von flächigen Vorformlingen anzugeben, mit dem es möglich ist, die Breite der Vorformlinge während der Extrusion so zu regeln, dass der Einfluss der Durchhängung kompensiert, und gleichzeitig eine optimale Wanddickenverteilung erreicht werden kann.The invention is based on the object of specifying an extrusion die for the production of flat preforms, with which it is possible to regulate the width of the preforms during extrusion in such a way that the influence of sagging is compensated and at the same time an optimal wall thickness distribution can be achieved.
Ausgehend von einem Extrusionswerkzeug mit den eingangs beschriebenen Merkmalen wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an mindestens einem Ende der Düsenelemente ein Kopfstück vorgesehen ist, welches den Düsenspalt zwischen den Düsenelementen ausfüllt und während der Extrusion eines Vorformlings entlang den Düsenelementen zum Zwecke einer Verstellung der Extrusionsbreite des Düsenspaltes in axialer Richtung verstellbar ist. Die Verstellung des Kopfstückes erfolgt in Längsrichtung der Düsenelemente. Der Düsenspalt in der Düsenzone bildet einen in Umfangsrichtung geschlossenen Flusskanal, der sich zum Düsenaustrittspalt hin verjüngt und begrenzt wird durch die Düsenelemente sowie das am Ende der Düsenelemente angeordnete Kopfstück. Das Kopfstück ist so ausgebildet, dass die Verstellung der Düsenspaltbreite durch eine entsprechende Zustellbewegung mindestens eines Düsenelementes nicht behindert wird. Das Kopfstück dichtet den Flusskanal randseitig ab und ist stufenlos in Querrichtung zur Fließrichtung verstellbar. Zur Verstellung können programmgesteuerte Aktoren eingesetzt werden. Unabhängig davon kann die Düsenspaltbreite durch eine Relativbewegung der Düsenelemente zueinander über die gesamte Vorformlingsbreite während der Extrusion verändert werden. Als Düsenelementen können auch Leisten eingesetzt werden, die zumindest in einem Abschnitt zwischen den Kopfstücken, der von dem Arbeitsbereich der Kopfstücke nicht erfasst wird, verformbar sind. Die Verformung der Düsenelemente kann durch Stellmittel statisch eingestellt oder durch programmgesteuerte Aktoren auch während der Extrusion der Vorformlinge dynamisch verändert werden. Für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist wesentlich, dass sowohl die Extrusionsbreite des Düsenspaltes in der Düsenzone als auch die Spaltbreite des Düsenspaltes während der Extrusion stetig verändert werden können. Dabei vermeidet die erfindungsgemäß ausgestaltete Vorrichtung Totzonen im Flusskanal. Zwischen dem Einlaufbereich des Schmelzekanals und der daran anschließenden Düsenzone ist über den gesamten Arbeitsbereich des Kopfelementes ein stufenfreier und im Wesentlichen stetiger Verlauf der den Flusskanal begrenzenden Wandfläche gewährleistet. Die Geometrie des Schmelzekanals ist im Einlaufbereich entsprechend anpassbar, z. B. mittels seitlich einführbarer Schieber, die eine keilförmige oder mit einem Profil versehene Kontur zur Begrenzung des Schmelzekanals aufweisen. Zur Anpassung der Schmelzekanalgeometrie können ferner verstellbare, insbesondere verschwenkbare Strömungsleitelemente verwendet werden.Based on an extrusion tool with the features described above, the object is achieved in that at least one end of the nozzle elements Head piece is provided, which fills the die gap between the die elements and is adjustable during the extrusion of a preform along the die elements for the purpose of adjusting the extrusion width of the die gap in the axial direction. The head piece is adjusted in the longitudinal direction of the nozzle elements. The nozzle gap in the nozzle zone forms a flow channel that is closed in the circumferential direction, which tapers towards the nozzle outlet gap and is delimited by the nozzle elements and the head piece arranged at the end of the nozzle elements. The head piece is designed in such a way that the adjustment of the width of the nozzle gap is not impeded by a corresponding infeed movement of at least one nozzle element. The head piece seals the edge of the flow channel and can be steplessly adjusted transversely to the direction of flow. Program-controlled actuators can be used for the adjustment. Irrespective of this, the width of the die gap can be changed by moving the die elements relative to one another over the entire width of the preform during extrusion. Strips can also be used as nozzle elements, which are deformable at least in a section between the head pieces that is not covered by the working area of the head pieces. The deformation of the nozzle elements can be set statically by adjusting means or changed dynamically by program-controlled actuators even during the extrusion of the preforms. It is essential for the device according to the invention that both the extrusion width of the die gap in the die zone and the gap width of the die gap can be continuously changed during extrusion. The device designed according to the invention avoids dead zones in the flow channel. Between the inlet area of the melt channel and the nozzle zone adjoining it, a step-free and essentially continuous course of the wall surface delimiting the flow channel is ensured over the entire working area of the head element. The geometry of the melt channel can be adjusted accordingly in the inlet area, e.g. B. by means of slides that can be inserted from the side and have a wedge-shaped or profiled contour to limit the melt channel. Adjustable, in particular pivotable, flow guide elements can also be used to adapt the melt channel geometry.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Extrusionswerkzeuges sieht vor, dass der Düsenspalt von einem im Düsenkörper fest angeordneten ersten Düsenelement und einem um eine Längsachse verschwenkbar gelagerten zweiten Düsenelement begrenzt ist und dass das Kopfstück auf dem stationär angeordneten ersten Düsenelement oder im Düsenkörper verschiebbar geführt ist. Das Kopfstück kann eine Drehdurchführung für das Düsenelement aufweisen. Die Drehdurchführung besteht zweckmäßig aus einer am Kopfstück drehbar gelagerten Scheibe mit einer Ausnehmung zur Aufnahme des zweiten Düsenelementes.An advantageous embodiment of the extrusion tool provides that the die gap is delimited by a first die element that is fixed in the die body and a second die element that is pivotably mounted about a longitudinal axis, and that the head piece is slidably guided on the stationary first die element or in the die body. The head piece can have a rotary feedthrough for the nozzle element. The rotary leadthrough expediently consists of a disk which is rotatably mounted on the head piece and has a recess for receiving the second nozzle element.
Vorzugsweise umschließt die Ausnehmung der Drehdurchführung das zweite Düsenelement U-förmig, wobei das Düsenelement an einem überstehenden oder mit der Drehdurchführung im Wesentlichen bündig abschließenden Umfangsabschnitt an einer Dichtungsleiste dichtend anliegt. Die Dichtflächen an der Dichtungsleiste und dem korrespondierenden Umfangsabschnitt des Düsenelementes sind kreisbogenförmig gekrümmt, so dass unabhängig vom Drehwinkel stets eine Dichtungswirkung sichergestellt ist.The recess of the rotary feedthrough preferably encloses the second nozzle element in a U-shape, with the nozzle element bearing sealingly on a peripheral section that protrudes or is essentially flush with the rotary feedthrough on a sealing strip. The sealing surfaces on the sealing strip and the corresponding peripheral section of the nozzle element are curved in the shape of a circular arc, so that a sealing effect is always ensured regardless of the angle of rotation.
Es ist nicht zwingend, dass das Kopfstück das drehbewegliche Dichtungselement umschließt und eine Drehdurchführung für das Dichtungselement aufweist. Eine ebenfalls vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung sieht vor, dass das Kopfstück lediglich den Düsenspalt zwischen den Düsenelementen ausfüllt und eine am Umfang des drehbaren Düsenelementes anliegende Kontaktfläche aufweist. Das drehbar gelagerte Düsenelement kann eine geschlitzte Hülse aufweisen, die in Längsrichtung einen Aufnahmeschlitz für eine den Düsenspalt begrenzende Düsenleiste enthält. Zur Abdichtung des drehbar gelagerten Düsenelementes ist eine Dichtungsleiste vorgesehen, an der die Hülse unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines weiteren Dichtungskörpers, der beispielsweise in ein mantelseitiges Fenster der Hülse eingelegt ist, anliegt.It is not mandatory that the headpiece encloses the rotatable sealing element and has a rotary feedthrough for the sealing element. A likewise advantageous constructional embodiment provides that the head piece only fills the nozzle gap between the nozzle elements and has a contact surface that lies against the circumference of the rotatable nozzle element. The rotatably mounted nozzle element can have a slotted sleeve that contains a receiving slot in the longitudinal direction for a nozzle bar that delimits the nozzle gap. To seal the rotatably mounted nozzle element, a sealing strip is provided, against which the sleeve rests directly or with the interposition of a further sealing body, which is inserted, for example, in a window on the casing side of the sleeve.
Bei beiden zuvor beschriebenen Ausführungen liegt das stationär angeordnete erste Düsenelement dichtend an einer Dichtungsleiste an. Das Kopfstück weist zweckmäßig eine Aussparung auf, durch die das Düsenelement mit der Dichtungsleiste in Kontakt steht.In both of the above-described embodiments, the first nozzle element, which is arranged in a stationary manner, is in sealing contact with a sealing strip. The headpiece expediently has a recess through which the nozzle element is in contact with the sealing strip.
Bei einer im Folgenden beschriebenen Ausgestaltung des Extrusionswerkzeuges ist der Düsenspalt ebenfalls von einem im Düsenkörper fest angeordneten ersten Düsenelement und einem um eine Längsachse verschwenkbar gelagerten zweiten Düsenelement begrenzt. Das zweite Düsenelement weist ein um seine Längsachse drehbares Rundprofil sowie einen umfangsseitig abstehenden Schenkel auf, der eine Wandfläche des Schmelzekanals in der Düsenzone bildet. Zur seitlichen Begrenzung des Flusskanals ist ein Kopfstück vorgesehen, welches während der Extrusion eines Vorformlings entlang den Düsenelementen zum Zwecke einer Verstellung der Extrusionsbreite in axialer Richtung verstellbar ist. Bei einer Schwenkbewegung des Rundprofils öffnen sich am Kopfstück unterhalb und oberhalb des Schenkels Spalträume, die abgedichtet werden müssen. Daher ist an mindestens einem Ende des Rundprofils ein unteres Dichtungselement entlang des Rundprofils verschiebbar geführt, welches den Schmelzekanal stirnseitig begrenzt und den Flussbereich unterhalb des Schenkels abdichtet. Des Weiteren ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung an dem Kopfstück ein bewegliches Scheibenelement angeordnet, welches zusammen mit einer Drehung des Düsenelementes verschwenkbar ist und einen Spalt zwischen dem Kopfstück und dem Schenkel abdichtet. Das untere Dichtungselement und das Scheibenelement sind an ein Übertragungselement angeschlossen, welches mit dem zweiten Düsenelement axial verschiebbar verbunden und mit diesem verdrehbar ist, wobei das Übertragungselement und das Scheibenelement axialfest mit dem verschiebbaren Kopfstück verbunden sind. Das Übertragungselement weist vorzugsweise eine Führungsleiste auf, die verschiebbar in einer Führungsausnehmung des Rundprofils angeordnet ist. Bei der beschriebenen Ausführung wird das Scheibenelement synchron mit einer Drehbewegung des Rundprofils auf derselben Drehachse bewegt. Die Kopplung der Bewegung des Scheibenelementes an die Bewegung des drehbeweglichen Düsenelementes erlaubt eine fast vollständige Abdichtung des Flusskanals über den gesamten Schwenkbereich.In an embodiment of the extrusion die described below, the die gap is also delimited by a first die element that is fixedly arranged in the die body and a second die element that is pivotably mounted about a longitudinal axis. The second nozzle element has a round profile that can be rotated about its longitudinal axis and a leg that protrudes on the circumference and forms a wall surface of the melt channel in the nozzle zone. A head piece is provided for the lateral delimitation of the flow channel, which can be adjusted in the axial direction during the extrusion of a preform along the nozzle elements for the purpose of adjusting the extrusion width. With a pivoting movement of the round profile, gaps open up on the head piece below and above the leg, which are sealed Need to become. Therefore, at least one end of the round profile, a lower sealing element is guided displaceably along the round profile, which delimits the melt channel at the end and seals the flow area below the leg. Furthermore, according to a preferred embodiment of the invention, a movable disc element is arranged on the head piece, which can be pivoted together with a rotation of the nozzle element and seals a gap between the head piece and the leg. The lower sealing element and the disk element are connected to a transmission element which is axially slidably connected to and rotatable with the second nozzle element, the transmission element and the disk element being axially fixedly connected to the slidable head piece. The transmission element preferably has a guide strip, which is slidably arranged in a guide recess of the round profile. In the embodiment described, the disc element is moved synchronously with a rotary movement of the round profile on the same axis of rotation. The coupling of the movement of the disk element to the movement of the rotatable nozzle element allows the flow channel to be almost completely sealed over the entire pivoting range.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind an beiden Enden der Düsenelemente Kopfstücke vorgesehen. Die Düsenelemente sind zweckmäßig zumindest in einem Abschnitt zwischen den Kopfstücken, der eine nicht veränderbare Mindestextrusionsbreite des Düsenspaltes definiert, an Flächen des Düsenkörpers abgestützt.According to a preferred embodiment of the invention, headers are provided at both ends of the nozzle members. The nozzle elements are expediently supported on surfaces of the nozzle body at least in a section between the head pieces that defines an unchangeable minimum extrusion width of the nozzle gap.
Wenn die Extrusionsbreite des Düsenspaltes in der Düsenzone reduziert wird, ist auch im Einlaufbereich eine Anpassung der Fließkanalwand vorzunehmen, damit ein stufenfreier Übergang von dem Einlaufbereich zur Düsenzone gewährleistet ist und Wirbel im Schmelzefluss vermieden werden. Zur Anpassung der Schmelzekanalgeometrie kann der Schmelzekanal im Einlaufbereich an zumindest einer Kanallängsseite ein Strömungsleitelement zur seitlichen Flusskanalbegrenzung aufweisen, welches mit dem Kopfstück gelenkig verbunden ist und sich nach Maßgabe der Position des zur Veränderung des Extrusionsbreite des Düsenspaltes verstellbaren Kopfstückes ausrichtet. Das Strömungsleitelement ist an der Strömungseinlassseite des Einlaufbereiches um einen ortsfesten Lagerpunkt verschwenkbar angeordnet. Zweckmäßig ist die gelenkige Lagerung dort so gestaltet, dass das Strömungsleitelement sowohl eine Schwenkbewegung als auch eine lineare Ausgleichsbewegung ausführen kann. If the extrusion width of the die gap in the die zone is reduced, the flow channel wall must also be adjusted in the inlet area so that a smooth transition from the inlet area to the die zone is guaranteed and vortices in the melt flow are avoided. To adapt the melt channel geometry, the melt channel can have a flow guide element for lateral flow channel delimitation on at least one longitudinal side of the channel in the inlet area, which is articulated to the head piece and aligns itself according to the position of the head piece, which can be adjusted to change the extrusion width of the die gap. The flow guide element is arranged on the flow inlet side of the inlet area so that it can pivot about a stationary bearing point. The articulated mounting is expediently designed there in such a way that the flow guide element can perform both a pivoting movement and a linear compensating movement.
Das an mindestens einem Ende der Düsenelemente angeordnete Kopfstück kann auch aus einer Schieberplatte bestehen, die einen an den Düsenspalt in der Düsenzone angepassten Querschnitt aufweist und zum Zwecke einer Verstellung der Extrusionsbreite quer zur Fließrichtung verschiebbar angeordnet ist und eine Gleitfläche für ein zweites Düsenelement aufweist, welches zur Veränderung der Düsenspaltbreite im Düsenkörper verschiebbar angeordnet ist und während der Extrusion eines Vorformlings programmgesteuerte Stellbewegungen ausführt. Das zweite Düsenelement ist vertikal verschiebbar oder kann schräg nach unten gerichtete Stellbewegungen ausführen.The head piece arranged at at least one end of the nozzle elements can also consist of a slide plate, which has a cross section adapted to the nozzle gap in the nozzle zone and is arranged to be displaceable transversely to the flow direction for the purpose of adjusting the extrusion width and has a sliding surface for a second nozzle element, which is arranged to be displaceable in the nozzle body in order to change the width of the nozzle gap and executes program-controlled positioning movements during the extrusion of a preform. The second nozzle element is vertically displaceable or can perform adjusting movements directed obliquely downwards.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schieberplatte zweiteilig ausgebildet ist und einen Schiebergrundkörper sowie ein relativ zu diesem verstellbares Schieberendstück aufweist. Der Schiebergrundkörper ist quer zur Fließrichtung der Schmelze an dem ersten Düsenelement oder im Düsenkörper in Richtung der Extrusionsbreite linear beweglich geführt und weist eine an dem zweiten Düsenelement anliegende Gleitfläche auf. Das Schieberendstück ist an dem verstellbaren zweiten Düsenelement quer zur Fließrichtung der Schmelze in Richtung der Extrusionsbreite linear beweglich geführt und weist eine an dem ersten Düsenelement anliegende Gleitfläche auf. Die beschriebene Ausführung gewährleistet eine seitliche Abdichtung des Düsenspaltes über den gesamten Verstellweg des vertikal verstellbaren zweiten Düsenelementes.A further advantageous embodiment of the invention provides that the slide plate is designed in two parts and has a slide base body and a slide end piece that can be adjusted relative to this. The slide body is linearly movable transversely to the direction of flow of the melt on the first nozzle element or in the nozzle body in the direction of the extrusion width and has a sliding surface lying against the second nozzle element. The slider end piece is guided on the adjustable second nozzle element so that it can move linearly transversely to the direction of flow of the melt in the direction of the extrusion width and has a sliding surface that rests against the first nozzle element. The embodiment described ensures lateral sealing of the nozzle gap over the entire adjustment path of the vertically adjustable second nozzle element.
Das erste Düsenelement kann aus einem stationär angeordneten Formkörper bestehen. Ferner besteht die Möglichkeit, das erste Düsenelement mit einem defomierbaren Abschnitt auszubilden. Der deformierbare Abschnitt kann insbesondere aus einer flexiblen Leiste bestehen. Durch Verstellen und/oder Verformung des deformierbaren Abschnitts ist das Profil des aus dem Düsenspalt austretenden Vorformlings veränderbar. Auf diese Weise können in Zonen des flächigen Vorformlings zielgerichtet Dick- und Dünnstellen erzeugt werden.The first nozzle element can consist of a stationary arranged shaped body. There is also the possibility of designing the first nozzle element with a deformable section. The deformable section can in particular consist of a flexible strip. The profile of the preform emerging from the die gap can be changed by adjusting and/or deforming the deformable section. In this way, thick and thin points can be produced in a targeted manner in zones of the flat preform.
Unabhängig davon, ob die Schieberplatte einteilig ausgebildet oder als zweiteilige Ausführung ein vertikal verstellbares Schieberendstück aufweist, weist die Schieberplatte an ihrem rückwärtigen Ende vorzugsweise eine randseitige Keilfläche auf, die an einer Gleitfläche des Düsenkörpers anliegt. Zumindest das erste Düsenelement, mit dem die Schieberplatte beweglich verbunden ist, ist im Düsenkörper vertikal verschiebbar angeordnet und führt bei einer Zustellbewegung der Schieberplatte entlang der Gleitfläche des Düsenkörpers zusammen mit der Schieberplatte eine gekoppelte vertikale Versatzbewegung aus. Eine während der Extrusion vorgenommene Anpassung der Extrusionsbreite führt bei dieser Ausführung zwangsläufig zu einer Höhenverstellung der Schieberplatte, wobei die an dem rückwärtigen Ende der Schieberplatte angeformte Keilfläche den Schmelzestrom in den Randzonen des Flusskanals stufenfrei von dem Einlaufbereich in die Düsenzone leitet. Der maximale Zustellweg der Schieberplatte ist bestimmt durch die Abmessungen der Keilfläche.Irrespective of whether the slide plate is designed in one piece or has a vertically adjustable slide end piece as a two-part design, the slide plate preferably has a wedge surface on the edge at its rear end, which bears against a sliding surface of the nozzle body. At least the first nozzle element, with which the slide plate is movably connected, is arranged in the nozzle body so that it can be displaced vertically and, when the slide plate is advanced along the sliding surface of the nozzle body, performs a coupled vertical offset movement together with the slide plate. Adjusting the extrusion width during extrusion results in the This design inevitably leads to a height adjustment of the slide plate, with the wedge surface formed on the rear end of the slide plate guiding the melt flow in the edge zones of the flow channel steplessly from the inlet area into the nozzle zone. The maximum infeed path of the slide plate is determined by the dimensions of the wedge surface.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Extrusionswerkzeuges ist das zweite Düsenelement, welches zum Zwecke einer Einstellung der Düsenspaltbreite während der Extrusion eines Vorformlings programmgesteuerte vertikale Zustellbewegungen ausführt, in einem Aufnahmeelement verstellbeweglich angeordnet, welches im Düsenkörper vertikal beweglich geführt ist. Bei der Zustellbewegung der Schieberplatte führt das Aufnahmeelement zusammen mit dem ersten Düsenelement eine den Vertikalversatz der Schieberplatte kompensierende Hubbewegung aus.According to a preferred embodiment of the extrusion tool, the second nozzle element, which performs program-controlled vertical infeed movements for the purpose of setting the nozzle gap width during the extrusion of a preform, is arranged in an adjustable manner in a receiving element which is guided in the nozzle body so that it can move vertically. During the infeed movement of the slide plate, the receiving element, together with the first nozzle element, performs a lifting movement that compensates for the vertical offset of the slide plate.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Düsenspalt auch von einem stationären ersten Düsenelement und einem zweiten Düsenelement begrenzt sein, wobei das zweite Düsenelement horizontal verstellbar in einem stationär angeordneten Aufnahmekörper geführt ist. Bei dieser Ausführung besteht das Kopfstück zweckmäßig aus einem zweiteiligen Schieber, der einen am ersten Düsenelement oder im Düsenkörper horizontal geführten Schiebergrundkörper und ein am zweiten Düsenelement horizontal geführtes Schieberendstück aufweist. Das Schieberendstück liegt an einer Gleitfläche des Schiebergrundkörpers an und ist mit einer Stellbewegung des zweiten Düsenelementes relativ zum Schiebergrundkörper beweglich. Die Düsenspaltverstellung kann durch das horizontale Verschieben des zweiten Düsenelementes erreicht werden, welches sich über die gesamte Breite des Düsenkörpers erstrecken kann. Das bewegliche Düsenelement ist im Aufnahmekörper geführt und betriebssicher abgestützt. Die seitliche Begrenzung des Flusskanals erfolgt mittels des beschriebenen zweiteiligen Schiebers. Da die Düsenelemente nicht Teil einer Verstellbewegung sind, können zusätzliche Dichtungsleisten nicht notwendig.In the device according to the invention, the nozzle gap can also be delimited by a stationary first nozzle element and a second nozzle element, with the second nozzle element being guided in a horizontally adjustable manner in a stationary arranged receiving body. In this embodiment, the head piece expediently consists of a two-part slide which has a slide main body guided horizontally on the first nozzle element or in the nozzle body and a slide end piece guided horizontally on the second nozzle element. The slider end piece rests against a sliding surface of the slider body and can be moved relative to the slider body with an adjusting movement of the second nozzle element. The nozzle gap adjustment can be achieved by horizontal displacement of the second nozzle element, which can extend over the entire width of the nozzle body. The movable nozzle element is guided in the receiving body and reliably supported. The flow channel is laterally delimited by means of the two-part slide described. Since the nozzle elements are not part of an adjustment movement, additional sealing strips are not necessary.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der zuvor beschriebenen Extrusionswerkzeuge zur Herstellung eines aus einer Kunststoffschmelze geformten flächigen Vorformlings, der im thermoplastischen Zustand einer Blasformanlage zugeführt und in einer Blasform zu einem dreidimensional geformten Körper umgeformt wird. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist wesentlich, dass durch programmgesteuerte Stellbewegungen eines den Düsenspalt begrenzenden beweglichen Düsenelementes des Extrusionswerkzeuges ein sich in Vorformlingslängsrichtung änderndes Wanddickenprofil des Vorformlings erzeugt wird und dass durch programmgesteuerte Stellbewegungen zumindest eines am Ende der Düsenelemente angeordneten Kopfelementes, welches den Düsenspalt ausfüllt und während der Extrusion des Vorformlings entlang den Düsenelementen axial verstellt wird, die Breite des Vorformlings verändert wird. Die Breite der zyklisch geformten Vorformlinge wird während ihrer Extrusion so geregelt, dass der Einfluss einer Durchhängung des Vorformlings kompensiert und gleichzeitig die Wanddickenverteilung ausreichend beeinflusst wird.The invention also relates to the use of the extrusion tools described above to produce a flat preform formed from a plastic melt, which is fed to a blow molding plant in the thermoplastic state and formed into a three-dimensionally shaped body in a blow mold. It is essential for the method according to the invention that a wall thickness profile of the preform that changes in the longitudinal direction of the preform is generated by program-controlled adjusting movements of a movable nozzle element of the extrusion die that delimits the die gap, and that program-controlled adjusting movements of at least one head element arranged at the end of the die elements, which fills the die gap and during which Extrusion of the parison is axially adjusted along the nozzle elements, the width of the parison is changed. The width of the cyclically shaped preforms is controlled during their extrusion in such a way that the influence of sagging of the preform is compensated and at the same time the wall thickness distribution is sufficiently influenced.
Es können gegebenenfalls auch zwei oder mehrere der beschriebenen Vorrichtungen parallel betrieben werden, wobei die mittels der Vorrichtungen erzeugten Vorformlinge einer Blasform zugeführt werden, und aus diesen Vorformlingen ein Hohlkörper gefertigt wird. Sowohl die Bahnbreite der Vorformlinge als auch deren Wandstärkenprofil kann durch die Vorrichtungen individuell gesteuert und optimiert werden.If necessary, two or more of the devices described can also be operated in parallel, with the preforms produced by means of the devices being fed to a blow mold and a hollow body being manufactured from these preforms. Both the web width of the preforms and their wall thickness profile can be individually controlled and optimized by the devices.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen schematisch:
-
1 ein Extrusionswerkzeug mit Einrichtungen zur Verstellung der Spaltbreite des Düsenspaltes sowie der Extrusionsbreite des Düsenspaltes, -
2 eine Ansicht auf die Stirnseite des in1 dargestellten Extrusionswerkzeuges, -
3 eine Ansicht auf die Längsseite des in1 dargestellten Extrusionswerkzeuges, -
4 ein Kopfstück des in1 dargestellten Extrusionswerkzeuges, -
5a und5b Einrichtungen zur Veränderung der Flusskanalgeometrie im Einlaufbereich des Extrusionswerkzeuges, -
6 das Zusammenwirken des in4 dargestellten Kopfstückes mit einer Einrichtung gemäß5a oder5b , -
7 eine Modifikation des in1 dargestellten Extrusionswerkzeuges, -
8 einen Schnitt durch den in7 dargestellten Gegenstand, -
9 eine alternative, konstruktive Ausführungsform des Extrusionswerkzeuges, -
10a und10b einen Querschnitt durch das in9 dargestellte Extrusionswerkzeug in der Schnittebene A-A in verschiedenen Funktionsstellungen, -
11 einen Längsschnitt durchden Gegenstand der 9 , -
12 die Einzelteilzeichnung eines Schiebers aus dem in9 dargestellten Werkzeug, -
13a und13b eine weitere Ausgestaltung des in9 dargestellten Extrusionswerkzeuges in verschiedenen Funktionsstellungen, -
13c und13d weitere Ausgestaltungen des Extrusionswerkzeuges, jeweils in einem Schnitt durch einen Randbereich des Fließkanals, in dem ein Schieber zur Verstellung der Extrusionsbreite angeordnet ist, -
14 eine weitere konstruktive Ausgestaltung des Extrusionswerkzeuges, -
15 im Schnitt eine weitere alternative Ausgestaltung des Extrusionswerkzeuges, welche an das inden 7 und8 dargestellte Funktionsprinzip ausschließt, -
16a und16b perspektivische Darstellungen zu dem in15 dargestellten Extrusionswerkzeug.
-
1 an extrusion tool with devices for adjusting the gap width of the die gap and the extrusion width of the die gap, -
2 a view of the front of the in1 shown extrusion tool, -
3 a view of the long side of the in1 shown extrusion tool, -
4 a header of the in1 shown extrusion tool, -
5a and5b Devices for changing the flow channel geometry in the inlet area of the extrusion die, -
6 the interaction of the in4 illustrated headpiece with a device according to5a or5b , -
7 a modification of the in1 shown extrusion tool, -
8th a cut through the in7 represented object, -
9 an alternative, constructive embodiment of the extrusion tool, -
10a and10b a cross section through the in9 represented extrusion tool in the cutting plane AA in different functional positions, -
11 a longitudinal section through the subject of9 , -
12 the individual drawing of a slider from the in9 shown tool, -
13a and13b another embodiment of the in9 represented extrusion tool in different functional positions, -
13c and13d Further configurations of the extrusion tool, each in a section through an edge area of the flow channel in which a slider for adjusting the extrusion width is arranged, -
14 a further constructive design of the extrusion tool, -
15 in section, another alternative embodiment of the extrusion tool, which in the7 and8th excludes the functional principle shown, -
16a and16b perspective representations of the in15 shown extrusion tool.
Die in den Figuren dargestellten Extrusionswerkzeuge dienen zur Herstellung von flächigen Vorformlingen, die im thermoplastischen Zustand einer Blasformanlage zugeführt werden. Die Extrusionswerkzeuge umfassen einen Düsenkörper 1, der mindestens einen Schmelzekanal 2 mit einem Einlaufbereich 3 und einer daran anschließenden Düsenzone 4 mit einem sich zum Austritt verjüngenden Düsenspalt 5 zur Bildung eines flächigen Vorformlings aufweist. In der Düsenzone 4 wird der Düsenspalt 5 von zwei Düsenelementen 6, 7 begrenzt. Durch programmgesteuerte Zustellbewegungen zumindest eines der Düsenelemente kann die Spaltbreite des Düsenspaltes 5 während der Extrusion eines Vorformlings verändert werden. Die Spaltbreite entspricht den kurzen Seiten des Austrittsquerschnittes und bestimmt die Dicke des zu extrudierenden Vorformlings.The extrusion tools shown in the figures are used to produce flat preforms, which are fed to a blow molding plant in the thermoplastic state. The extrusion dies comprise a
Bei allen in den Ausführungsbeispielen dargestellten Extrusionswerkzeugen ist an mindestens einem Ende der Düsenelemente ein Kopfstück 8 vorgesehen, welches den Düsenspalt 5 zwischen den Düsenelementen 6, 7 ausfüllt und während der Extrusion eines Vorformlings entlang den Düsenelementen 6, 7 zum Zwecke einer Verstellung der Extrusionsbreite des Düsenspaltes 5 axial verstellbar ist. Unter „Extrusionsbreite“ wird die lange Seite des Düsenspaltes 5 verstanden. Sie bestimmt die Bahnbreite bzw. horizontale Breite des aus dem Düsenspalt austretenden Vorformlings orthogonal zur Extrusionslänge.In all of the extrusion tools shown in the exemplary embodiments, a
In dem in
Wenn die Extrusionsbreite des Düsenspaltes 5 durch eine Verstellung der Kopfstücke 8 verändert wird, muss auch die Geometrie des Schmelzekanals 2 im Einlaufbereich 3 angepasst werden. Die Kanalgeometrie im Einlaufbereich 3 wird so angepasst, dass die Wand des Schmelzekanals 2 jeweils unabhängig von der Stellung des Kopfstückes 8 ohne Stufe an die Düsenzone 4 anschließt. Eine Vorrichtung zur Anpassung der Kanalgeometrie im Einlaufbereich ist in
Die
Die
Bei der in den
Bei dem in
Insbesondere aus
Die Schieberplatte 21' des in den
Das zweite Düsenelement 24, welches zum Zwecke einer Einstellung der Düsenspaltbreite während der Extrusion eines Vorformlings programmgesteuerte vertikale Stellbewegungen ausführt, ist in einem Aufnahmeelement 29 verstellbeweglich angeordnet, welches ebenfalls in dem Düsenkörper 1 vertikal beweglich geführt ist. Das Aufnahmeelement 29 führt bei einer Zustellbewegung der Schieberplatte 21' zusammen mit dem ersten Düsenelement 22 eine den Vertikalversatz der Schieberplatte 21' kompensierende Hubbewegung aus. The
Bei der in
Bei einer weiteren, in den
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