DE102022123675A1

DE102022123675A1 - Forming die for an extrusion device, extrusion device and method for producing a profile of an extrudate using an extrusion device

Info

Publication number: DE102022123675A1
Application number: DE102022123675.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Skardelly
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-09-15
Filing date: 2022-09-15
Publication date: 2024-03-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umformmatrize (100) für eine Extrusionsvorrichtung (200), eine Extrusionsvorrichtung (200) zum Erzeugen eines Profils eines Extrudats (20). Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines Profils eines Extrudats (20) mittels einer Extrusionsvorrichtung (200). Die Umformmatrize (100) weist zumindest ein bewegliches Werkzeugteil (12) und ein statisches Werkzeugteil (10) mit einer Öffnung auf. Das zumindest eine bewegliche Werkzeugteil (12) ist an dem statischen Werkzeugteil (10) fluiddicht angeordnet. Das zumindest eine bewegliche Werkzeugteil (12) und das statische Werkzeugteil (10) bilden dabei zusammen eine änderbare Profilöffnung (14) zum Erzeugen eines in Extrusionsrichtung (R) variablen Profils eines Extrudats (20).The present invention relates to a forming die (100) for an extrusion device (200), an extrusion device (200) for producing a profile of an extrudate (20). The invention further relates to a method for generating a profile of an extrudate (20) using an extrusion device (200). The forming die (100) has at least one movable tool part (12) and one static tool part (10) with an opening. The at least one movable tool part (12) is arranged in a fluid-tight manner on the static tool part (10). The at least one movable tool part (12) and the static tool part (10) together form a changeable profile opening (14) for producing a profile of an extrudate (20) that is variable in the extrusion direction (R).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umformmatrize für eine Extrusionsvorrichtung sowie eine Extrusionsvorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines Profils eines Extrudats mittels einer Extrusionsvorrichtung.The present invention relates to a forming die for an extrusion device and an extrusion device. The invention further relates to a method for generating a profile of an extrudate using an extrusion device.

Mit einem Extrusionsverfahren können Werkstücke oder Teile mit einem konstanten Querschnitt hergestellt werden, bei dem das Material durch eine Düse mit dem gewünschten Querschnitt gepresst wird. Ein Extrusionsverfahren ist gegenüber anderen Herstellungsverfahren mit Vorteilen versehen. Es können somit komplexe Querschnitte erzeugt werden und dabei spröde Materialien bearbeitet werden, da das Material nur Druck- und Scherspannungen ausgesetzt ist.Workpieces or parts with a constant cross-section can be produced using an extrusion process in which the material is pressed through a die with the desired cross-section. An extrusion process has advantages over other manufacturing processes. This means that complex cross-sections can be created and brittle materials can be processed because the material is only exposed to compressive and shear stresses.

Allerdings bieten bekannte Extrusionsvorrichtungen oder Umformmatrize für solche Extrusionsvorrichtungen wenig Gestaltungsfreiheit bei der Formgebung. Ein ersichtlicher Nachteil der bekannten Extrusionsvorrichtungen ist, dass der Querschnitt der Profile in der Extrusionsrichtung konstant ist.However, known extrusion devices or forming dies for such extrusion devices offer little design freedom in shaping. An obvious disadvantage of the known extrusion devices is that the cross section of the profiles is constant in the extrusion direction.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Umformmatrize für eine Extrusionsvorrichtung zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Umformmatrize, eine Extrusionsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Erzeugen eines Profils eines Extrudats mittels einer Extrusionsvorrichtung zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise die Herstellung eines Werkstücks, welches ein endloses Profil und gleichzeitig ein in Extrusionsrichtung nicht-konstantes Profil aufweisen kann, ermöglichen.It is therefore an object of the present invention to at least partially eliminate the disadvantages described above in a forming die for an extrusion device. In particular, it is the object of the present invention to create a forming die, an extrusion device and a method for producing a profile of an extrudate by means of an extrusion device, which enables the production of a workpiece in a simple and cost-effective manner, which has an endless profile and at the same time an in Extrusion direction can have a non-constant profile.

Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Umformmatrize mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Extrusionsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8 sowie durch ein Verfahren zum Erzeugen eines Profils eines Extrudats mittels einer Extrusionsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Umformmatrize beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung und mit dem Verfahren zum Erzeugen eines Profils eines Extrudats mittels einer Extrusionsvorrichtung und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is achieved by a forming die with the features of claim 1, by an extrusion device with the features according to claim 8 and by a method for generating a profile of an extrudate by means of an extrusion device with the features according to claim 11. Further features and details of the invention result from the subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the forming die naturally also apply in connection with the extrusion device according to the invention and with the method for generating a profile of an extrudate by means of an extrusion device and vice versa, so that the disclosure of the individual aspects of the invention is always reciprocal is or can be referred to.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Umformmatrize für eine Extrusionsvorrichtung gelöst. Die Umformmatrize weist zumindest ein bewegliches Werkzeugteil und ein statisches Werkzeugteil mit einer Öffnung auf. Das zumindest eine bewegliche Werkzeugteil ist an dem statischen Werkzeugteil fluiddicht angeordnet. Zudem bilden das zumindest eine bewegliche Werkzeugteil und das statische Werkzeugteil zusammen eine änderbare Profilöffnung zum Erzeugen eines in Extrusionsrichtung variablen Profils eines Extrudats.According to the first aspect of the invention, the object is achieved by a forming die for an extrusion device. The forming die has at least one movable tool part and a static tool part with an opening. The at least one movable tool part is arranged in a fluid-tight manner on the static tool part. In addition, the at least one movable tool part and the static tool part together form a changeable profile opening for producing a profile of an extrudate that is variable in the extrusion direction.

Durch eine derartige Umformmatrize kann kostengünstig und in einfacher Weise ein Extrudat mit einem in Extrusionsrichtung variablen Profil erzeugt werden. Mit anderen Worten kann mit einer solchen Umformmatrize ein Werkzeugteil und/oder ein Gegenstand von beliebiger Länge mit einem in Längsrichtung nicht-konstanten Querschnitt hergestellt werden.With such a forming die, an extrudate with a variable profile in the extrusion direction can be produced cost-effectively and easily. In other words, such a forming die can be used to produce a tool part and/or an object of any length with a cross-section that is not constant in the longitudinal direction.

Der Begriff Umformmatrize ist im Kontext der vorliegenden Offenbarung breit zu verstehen. Es kann sich dabei generell um eine Matrize oder ein Werkzeug für eine Extrusionsvorrichtung handeln, welche bzw. welches für die Formgebung des Querschnitts des zu erzeugenden Objekts maßgeblich ist. Eine solche Umformmatrize kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, mit einer Extrusionsvorrichtung verbindbar, insbesondere austauschbar verbindbar, zu sein. Eine solche Umformmatrize kann in eine Extrusionsvorrichtung montiert bzw. angeordnet sein.The term forming die is to be understood broadly in the context of the present disclosure. This can generally be a die or a tool for an extrusion device, which is crucial for shaping the cross section of the object to be produced. Such a forming die can, for example, be designed to be connectable, in particular interchangeably connectable, to an extrusion device. Such a forming die can be mounted or arranged in an extrusion device.

Unter dem Begriff Extrudat ist das Objekt, welches aus einem Extrusionsverfahren durch eine Umformmatrize verformt wird bzw. hergestellt wird, zu verstehen. Mit anderen Worten kann die Masse, welche durch die Umformmatrize geformt wird, als Extrudat bezeichnet werden. Die Masse härtet in der Regel beim Austritt aus der Profilöffnung der Umformmatrize durch Abkühlung oder chemische Reaktion aus. Die gehärtete Masse kann als Extrudat bezeichnet werden. Das Extrudat kann gleichwohl ein Werkstück und/oder ein durch die Umformmatrize verformtes Objekt bezeichnen.The term extrudate is understood to mean the object that is formed or produced from an extrusion process through a forming die. In other words, the mass that is formed by the forming die can be referred to as extrudate. The mass usually hardens as it emerges from the profile opening of the forming die through cooling or a chemical reaction. The hardened mass can be referred to as an extrudate. The extrudate can nevertheless designate a workpiece and/or an object deformed by the forming die.

Die Umformmatrize kann zwei oder mehrere Werkzeugteile aufweisen. Vorzugsweise sind die zwei oder mehr Werkzeugteile relativ zueinander bewegbar. Ein bewegliches Werkzeugteil und ein statisches Werkzeugteil können zueinander derart beweglich sein, dass sie eine änderbare Profilöffnung bilden.The forming die can have two or more tool parts. Preferably the two or more tool parts are movable relative to one another. A movable tool part and a static tool part can be movable relative to one another in such a way that they form a changeable profile opening.

Der Begriff Profilöffnung ist im Kontext der vorliegenden Offenbarung breit zu verstehen. Es kann sich in der Regel um den Querschnitt, welcher das Extrudat bei Verwendung einer solchen Umformmatrize aufweist, handeln. Die Profilöffnung kann beispielsweise im Wesentlichen ringförmig sein, wobei ringförmig keinen rechteckigen Querschnitt ausschließt. Die Profilöffnung kann auch als Extrusionsprofil bezeichnet werden.The term profile opening is to be understood broadly in the context of the present disclosure. As a rule, it can be the cross section that the extrudate has when using such a forming matrix has to act. The profile opening can, for example, be essentially annular, with annular shape not excluding a rectangular cross section. The profile opening can also be referred to as an extrusion profile.

Die Öffnung des statischen Werkzeugteils kann für unterschiedliche Formen von Extrudaten eingerichtet sein. So kann die Öffnung des statischen Werkzeugteils einen Querschnitt aufweisen, welcher ein Extrudat mit Hohlformen erzeugen kann.The opening of the static tool part can be set up for different shapes of extrudates. The opening of the static tool part can have a cross section that can produce an extrudate with hollow shapes.

Zur Bildung einer änderbaren Profilöffnung kann das statische Werkzeugteil eine Öffnung aufweisen, welche ein Merkmal des Profils des Extrudats definieren kann, welches in Extrusionsrichtung konstant ist. Eine Änderung der Öffnung des statischen Werkzeugteils kann mittels dem beweglichen Werkzeugteil erzielt werden. Das bewegliche Werkzeugteil kann in der Umformmatrize derart angeordnet sein, dass ein Teil der Öffnung des statischen Werkzeugteils durch das bewegliche Werkzeugteil in Extrusionsrichtung bedeckt sein kann und/oder durch Bewegung des beweglichen Werkzeugteils bedeckt werden kann.To form a changeable profile opening, the static tool part can have an opening which can define a feature of the profile of the extrudate which is constant in the extrusion direction. A change in the opening of the static tool part can be achieved using the movable tool part. The movable tool part can be arranged in the forming die in such a way that a part of the opening of the static tool part can be covered by the movable tool part in the extrusion direction and/or can be covered by moving the movable tool part.

Hierfür kann das bewegliche Werkzeugteil in Extrusionsrichtung vor dem statischen Werkzeugteil angeordnet sein. Alternativ kann das bewegliche Werkzeugteil im statischen Werkzeugteil eingerastet sein bzw. einrastbar sein. Das bewegliche Werkzeugteil kann im Allgemeinen derart angeordnet sein, dass die Öffnung des statischen Werkzeugteils extrusionsaufwärts vom beweglichen Werkzeugteil bedeckt wird oder ist oder aufgedeckt wird oder ist.For this purpose, the movable tool part can be arranged in front of the static tool part in the extrusion direction. Alternatively, the movable tool part can be locked or can be snapped into the static tool part. The movable tool part may generally be arranged such that the opening of the static tool part is or is covered or uncovered by the movable tool part upstream of the extrusion.

Das bewegliche Werkzeugteil kann mittels eines Systems bewegt werden. Das bewegliche Werkzeugteil kann beispielsweise mittels eines Schienensystems bewegt werden. Bewegt sich das bewegliche Werkzeugteil beim Erzeugen des Extrudats nicht, so kann ein in Extrusionsrichtung konstantes Profil des Extrudats erstellt werden. Wird das bewegliche Werkzeugteil während des Erzeugens des Extrudats bewegt, so kann das Extrudat ein in Extrusionsrichtung nicht-konstantes Profil aufweisen.The movable tool part can be moved using a system. The movable tool part can be moved, for example, by means of a rail system. If the movable tool part does not move when producing the extrudate, a constant profile of the extrudate can be created in the extrusion direction. If the movable tool part is moved while producing the extrudate, the extrudate can have a profile that is not constant in the extrusion direction.

Eine solche Umformmatrize kann die Erzeugung eines Extrudats mit einem in Extrusionsrichtung nicht-konstanten Profil in vorteilhafter und günstiger Weise ermöglichen. Die Gestaltungsfreiheit eines Extrudats kann durch eine solche Umformmatrize im Vergleich zu einer Umformmatrize des Stands der Technik erhöht werden.Such a forming die can advantageously and cheaply enable the production of an extrudate with a profile that is not constant in the extrusion direction. The design freedom of an extrudate can be increased by such a forming die compared to a forming die of the prior art.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Umformmatrize vorgesehen sein, dass das zumindest eine bewegliche Werkzeugteil in einer Ebene senkrecht zur Extrusionsrichtung, insbesondere translatorisch, beweglich ist.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a forming die that the at least one movable tool part is movable in a plane perpendicular to the extrusion direction, in particular translationally.

Mit anderen Worten kann das bewegliche Werkzeugteil derart angeordnet sein, dass es sich in zwei Raumrichtungen innerhalb einer Ebene senkrecht zur Extrusionsrichtung bewegeben kann. Das bewegliche Werkzeugteil kann sich beispielsweise in der Höhe bewegen und/oder seitlich bewegen. Hierfür können verschiedene Bewegmechanismen vorgesehen sein. Das bewegliche Werkzeugteil kann sich insbesondere während einem Extrusionsverfahren bewegen.In other words, the movable tool part can be arranged such that it can move in two spatial directions within a plane perpendicular to the extrusion direction. The movable tool part can, for example, move vertically and/or move laterally. Various movement mechanisms can be provided for this. The movable tool part can move in particular during an extrusion process.

Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine hohe Gestaltungsfreiheit des Querschnitts des Extrudats bzw. des Profils des Extrudats erreicht werden.In this way, a high degree of design freedom of the cross section of the extrudate or the profile of the extrudate can be achieved in an advantageous manner.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Umformmatrize vorgesehen sein, dass das zumindest eine bewegliche Werkzeugteil rotatorisch beweglich ist.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a forming die that the at least one movable tool part is rotatably movable.

Das bewegliche Werkzeugteil kann beispielsweise um eine Rotationsachse rotatorisch beweglich sein. Das Werkzeugteil kann dabei als Scheibe ausgebildet sein. Das bewegliche Werkzeugteil kann beispielsweise mehrere Aussparungen oder Nuten aufweisen, welche beim Drehen des beweglichen Werkzeugteils zusammen mit der Öffnung des statischen Werkzeugteils die änderbare Profilöffnung bilden können.The movable tool part can, for example, be rotatably movable about a rotation axis. The tool part can be designed as a disk. The movable tool part can, for example, have several recesses or grooves, which can form the changeable profile opening together with the opening of the static tool part when the movable tool part is rotated.

Ein derartiges bewegliches Werkzeugteil kann in zuverlässiger Weise ein in Extrusionsrichtung nicht-konstantes Profil des Extrudats erzeugen. Alternativ oder zusätzlich kann ein derartiges bewegliches Werkzeugteil ein Extrudat erzeugen, welches zwar kein konstantes Profil aufweist, sondern ein Profil mit einer vordefinierten Frequenz. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn das rotatorisch bewegliches Werkzeugteil in regelmäßigen Abständen die gleiche Nut aufweist. Mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit des beweglichen Werkzeugteils kann eine konstante Frequenz eines Musters des Profils des Extrudats erzeugt werden. Bei einer unregelmäßigen Drehgeschwindigkeit des beweglichen Werkzeugteils kann ein Extrudat erzeugt werden, welches ein Profil mit variablen Frequenzen eines Musters aufweist.Such a movable tool part can reliably produce a profile of the extrudate that is not constant in the extrusion direction. Alternatively or additionally, such a movable tool part can produce an extrudate which does not have a constant profile, but rather a profile with a predefined frequency. This can be the case, for example, if the rotationally movable tool part has the same groove at regular intervals. With a constant rotational speed of the movable tool part, a constant frequency of a pattern of the profile of the extrudate can be generated. With an irregular rotational speed of the movable tool part, an extrudate can be produced which has a profile with variable frequencies of a pattern.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Umformmatrize vorgesehen sein, dass das zumindest eine bewegliche Werkzeugteil mit einer vordefinierten Geschwindigkeit beweglich ist.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a forming die that the at least one movable tool part is movable at a predefined speed.

Es sei bemerkt, dass die Geschwindigkeit mit der das bewegliche Werkzeugteil bei einem Extrusionsverfahren bewegt wird, das Profil des Extrudats in Extrusionsrichtung direkt beeinflussen kann. Es kann sich daher als Vorteilhaft erweisen, wenn etwa ein vordefiniertes Profil des Extrudats gewünscht ist, die Geschwindigkeit des beweglichen Werkzeugteils vorzudefinieren bzw. vorzuprogrammieren.It should be noted that the speed at which the movable tool part is moved in an extrusion process determines the profile of the extrudate can directly influence the extrusion direction. It can therefore prove to be advantageous, for example if a predefined profile of the extrudate is desired, to predefine or preprogram the speed of the movable tool part.

Je schneller sich das bewegliche Werkzeugteil bewegt, desto kleiner können die Abstände in der Extrusionsrichtung zwischen den durch das bewegliche Werkzeugteil geprägten Strukturen des Profils sein. Das Gegenteil gilt auch.The faster the movable tool part moves, the smaller the distances in the extrusion direction can be between the structures of the profile formed by the movable tool part. The opposite is also true.

Hierdurch kann daher die Gestaltungsfreiheit des Extrudats erhöht werden. Zudem kann die Präzision des Profils des Extrudats erhöht werden, da die Beweglichkeit des beweglichen Werkzeugteils hierdurch genauer steuerbar sein kann.In this way, the design freedom of the extrudate can be increased. In addition, the precision of the profile of the extrudate can be increased since the mobility of the movable tool part can thereby be controlled more precisely.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Umformmatrize vorgesehen sein, dass die Umformmatrize zwei beweglichen Werkzeugteile aufweist. Die zwei beweglichen Werkzeugteile können in ihrer Beweglichkeit unterschiedlich eingerichtet sein.According to a preferred further development of the invention, it can be provided for a forming die that the forming die has two movable tool parts. The two movable tool parts can be set up differently in terms of their mobility.

Es ist denkbar, um die Gestaltungsfreiheit des Profils des Extrudats weiter erhöhen zu können, dass zwei bewegliche Werkzeugteile in der Umformmatrize vorgesehen sind. Diese können aneinander angeordnet sein. Die zwei Werkzeugteile können relativ zueinander bewegbar sein. Die zwei Werkzeugteile können derart angeordnet und/oder steuerbar sein, dass sie unterschiedlich beweglich sind. Dadurch können zum Beispiel mehr Freiheitsgrade bei der Beweglichkeit der Werkzeugteile erreicht werden. Hierdurch kann ein komplexes Profil des Extrudats erzeugt werden. Die Profilöffnung kann mittels einer solchen Kombination von zwei beweglichen Werkzeugteilen komplexe Änderungen annehmen bzw. aufweisen.In order to further increase the design freedom of the extrudate profile, it is conceivable that two movable tool parts are provided in the forming die. These can be arranged next to each other. The two tool parts can be movable relative to one another. The two tool parts can be arranged and/or controlled in such a way that they can be moved differently. This allows, for example, more degrees of freedom to be achieved in the mobility of the tool parts. This can create a complex profile of the extrudate. The profile opening can accept or have complex changes by means of such a combination of two movable tool parts.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Umformmatrize vorgesehen sein, dass das zumindest eine bewegliche Werkzeugteil wenigstens eine Nut aufweist, welche dazu eingerichtet ist die Profilöffnung zu ändern.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a forming die that the at least one movable tool part has at least one groove which is designed to change the profile opening.

Es sei bemerkt, dass die Öffnung des statischen Werkzeugteils jeglichen Querschnitt aufweisen kann. Eine Änderung einer solchen Öffnung kann beispielsweise darin bestehen die Öffnung an vordefinierten Stellen kleiner zu machen bzw. zu bedecken. Eine bedeckte Öffnung des statischen Werkzeugteils kann aber auch als unveränderte Öffnung betrachtet werden, woraus sich ergeben kann, dass eine Änderung der Öffnung darin bestehen kann die Öffnung des statischen Werkzeugteils aufzudecken.It should be noted that the opening of the static tool part can have any cross section. A change to such an opening can, for example, consist of making the opening smaller or covering it at predefined locations. However, a covered opening of the static tool part can also be viewed as an unchanged opening, which means that a change to the opening can consist in uncovering the opening of the static tool part.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Umformmatrize vorgesehen sein, dass das zumindest eine bewegliche Werkzeugteil in Extrusionsrichtung unmittelbar vor dem statischen Werkzeugteil angeordnet ist.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a forming die that the at least one movable tool part is arranged directly in front of the static tool part in the extrusion direction.

Im Kontext der vorliegenden Offenbarung ist der Begriff unmittelbar breit zu verstehen. Das Extrudat kann aus einer verformbaren Masse erzeugt werden. Die verformbare Masse kann durch das änderbare Profil gepresst werden. Dabei kann die verformbare Masse in einem dickflüssigen oder flüssigen Zustand sein. Erst beim Ausgang der Umformmatrize kann die verformbare Masse, nun Extrudat genannt, härten. Es kann sich daher als vorteilhaft erweisen, Spalten zwischen dem statischen Werkzeugteil und dem beweglichen Werkzeugteil zu vermeiden. Die zwei Werkzeugteile können daher unmittelbar, d.h. unter Vermeidung von Spalten, aneinander angeordnet sein. Dadurch kann ein Verlust von verformbarer Masse, etwa in Spalten zwischen Teilen, unterdrückt werden.In the context of the present disclosure, the term immediate is to be understood broadly. The extrudate can be produced from a deformable mass. The deformable mass can be pressed through the changeable profile. The deformable mass can be in a viscous or liquid state. Only at the exit of the forming die can the deformable mass, now called extrudate, harden. It can therefore prove to be advantageous to avoid gaps between the static tool part and the movable tool part. The two tool parts can therefore be arranged directly next to one another, i.e. avoiding gaps. This can suppress loss of deformable mass, for example in gaps between parts.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Extrusionsvorrichtung zum Erzeugen eines Profils eines Extrudats gelöst. Die Extrusionsvorrichtung weist eine Pressvorrichtung, welche in einer Presskammer angeordnet ist, einen Masseeingang zum Aufnehmen einer verformbaren Masse und Zuführen der verformbaren Masse in die Presskammer und eine Umformmatrize, insbesondere eine Umformmatrize wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, auf. Die Umformmatrize ist an einem Ausgang der Presskammer angeordnet. Die Umformmatrize weist dabei zumindest ein bewegliches Werkzeugteil auf. Die Umformmatrize ist dazu eingerichtet, die verformbare Masse zu einem Extrudat mit einem in der Extrusionsrichtung variablen Profil zu bilden.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by an extrusion device for generating a profile of an extrudate. The extrusion device has a pressing device which is arranged in a pressing chamber, a mass inlet for receiving a deformable mass and feeding the deformable mass into the pressing chamber and a forming die, in particular a forming die as described above and below. The forming die is arranged at an exit of the press chamber. The forming die has at least one movable tool part. The forming die is designed to form the deformable mass into an extrudate with a variable profile in the direction of extrusion.

Eine Extrusionsvorrichtung kann auch als Extruder bezeichnet werden. Bei der Pressvorrichtung kann es sich um einen Kolben sowie um eine Extruderschnecke handeln. Die Pressvorrichtung kann im Allgemeinen dazu eingerichtet sein, einen Druck auf die vorformbare Masse zu erzeugen, sodass die verformbare Masse zur Umformmatrize gepresst wird.An extrusion device can also be called an extruder. The pressing device can be a piston or an extruder screw. The pressing device can generally be set up to generate pressure on the preformable mass, so that the deformable mass is pressed into the forming die.

Bei der verformbaren Masse kann es sich um Kunststoff, um Aluminium oder um weiteren Materialen handeln, welche bei einer gewissen Temperatur unter Verwendung einer Extrusionsvorrichtung verformbar sind. Die verformbare Masse kann in Form von Granulat in den Masseeingang eingeführt werden. Die Extrusionsvorrichtung kann einen oder mehrere Heizkörper aufweisen, welche dazu eingerichtet sind, die verformbare Masse zu heizen, um diese dickflüssig oder flüssig zu machen. Alternativ kann die verformbare Masse bereits in einem dickflüssigen oder flüssigen Zustand in den Masseeingang eingeführt werden.The deformable mass can be plastic, aluminum or other materials that can be deformed at a certain temperature using an extrusion device. The deformable mass can be introduced into the mass inlet in the form of granules. The extrusion device can have one or more heating elements which are designed to heat the deformable mass in order to make it viscous or liquid. Alternatively, the deformable mass can already be thick liquid or liquid state can be introduced into the mass input.

Bei der Presskammer kann es sich um eine Kammer von zylindrischer Form oder von parallelepipedischer Form handeln. Die Presskammer kann dabei wärmeisolierend ausgeführt sein.The pressing chamber can be a chamber with a cylindrical shape or a parallelepiped shape. The pressing chamber can be designed to be heat-insulating.

Mit einer derartigen Extrusionsvorrichtung kann kostengünstig und in einfacher Weise ein Extrudat mit einem in Extrusionsrichtung variablen Profil erzeugt werden. Mit anderen Worten kann mit einer solchen Extrusionsvorrichtung ein Werkzeugteil und/oder ein Gegenstand von beliebiger Länge mit einem in Längsrichtung nicht-konstanten Querschnitt hergestellt werden.With such an extrusion device, an extrudate with a variable profile in the extrusion direction can be produced cost-effectively and easily. In other words, such an extrusion device can be used to produce a tool part and/or an object of any length with a cross-section that is not constant in the longitudinal direction.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Extrusionsvorrichtung vorgesehen sein, dass die Extrusionsvorrichtung ferner eine Steuereinheit aufweist. Die Steuereinheit ist dabei dazu eingerichtet, die Geschwindigkeit des zumindest einen beweglichen Werkzeugteils in Abhängigkeit eines Betriebsparameters der Pressvorrichtung zu steuern.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an extrusion device that the extrusion device also has a control unit. The control unit is set up to control the speed of the at least one movable tool part depending on an operating parameter of the pressing device.

Die Steuereinheit kann dabei eingerichtet sein, sowohl die Pressvorrichtung zu steuern als auch das bewegliche Werkzeugteil. Die Steuereinheit kann in der Umformmatrize integriert sein, kann aber auch extern hiervon angeordnet sein und über Funk die verschiedenen Elemente und/oder Komponenten der Umformmatrize und/oder der Extrusionsvorrichtung steuern.The control unit can be set up to control both the pressing device and the movable tool part. The control unit can be integrated in the forming die, but can also be arranged externally and control the various elements and/or components of the forming die and/or the extrusion device via radio.

Beim Betriebsparameter der Pressvorrichtung kann es sich um eine Drehgeschwindigkeit einer Extrusionsschnecke, um eine Druckkraft eines Kolbens, um eine Temperatur in der Presskammer oder um einen gemessenen Druck auf die Umformmatrize handeln. Die Geschwindigkeit des beweglichen Werkzeugteils kann von mehreren Betriebsparametern der Pressvorrichtung abhängen und/oder von der Steuereinheit gesteuert werden.The operating parameter of the pressing device can be a rotational speed of an extrusion screw, a pressure force of a piston, a temperature in the pressing chamber or a measured pressure on the forming die. The speed of the movable tool part can depend on several operating parameters of the pressing device and/or can be controlled by the control unit.

Dadurch kann die Genauigkeit, mit welcher das gewünschte Profil des Extrudats erzeugt werden kann, erhöht werden.This allows the accuracy with which the desired profile of the extrudate can be generated to be increased.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Extrusionsvorrichtung vorgesehen sein, dass die Extrusionsvorrichtung ferner zumindest ein Kalibrierwerkzeug aufweist, welches in Extrusionsrichtung nach der Umformmatrize angeordnet ist, wobei das Kalibrierwerkzeug insbesondere dazu eingerichtet ist, synchron zu dem zumindest einen beweglichen Werkzeugteil betätigt zu sein.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an extrusion device that the extrusion device further has at least one calibration tool, which is arranged after the forming die in the extrusion direction, the calibration tool being in particular designed to be actuated synchronously with the at least one movable tool part.

Das Kalibrierwerkzeug kann als zweite Umformmatrize angesehen werden. Nachdem das Extrudat aus der Umformmatrize rausgepresst worden ist, wird es in der Regel härten. Dies kann jedoch Zeit in Anspruch nehmen. Um zu vermeiden, dass während das Extrudat härtet, sein erzeugtes variables Profil durch unerwünschte Bewegung geändert wird bzw. beschädigt wird, kann es sich als vorteilhaft erweisen, das Extrudat ein Kalibrierwerkzeug durchlaufen zu lassen. Das Kalibrierwerkzeug kann dabei dieselben Elemente und/oder Komponente, wie die Umformmatrize, aufweisen, sodass die gleiche änderbare Profilöffnung im Kalibrierwerkzeug eingestellt werden kann. Mit anderen Worten kann das Kalibrierwerkzeug dazu eingestellt sein das Profil des Extrudats zu bestätigen.The calibration tool can be viewed as a second forming die. After the extrudate has been pressed out of the forming die, it will usually harden. However, this may take time. In order to avoid that while the extrudate is hardening, its generated variable profile is changed or damaged by undesirable movement, it may prove advantageous to let the extrudate pass through a calibration tool. The calibration tool can have the same elements and/or components as the forming die, so that the same changeable profile opening can be set in the calibration tool. In other words, the calibration tool may be set to confirm the profile of the extrudate.

Hierfür kann es sich als vorteilhaft erweisen, dass das Kalibrierwerkzeug synchron mit der Umformmatrize betätigt wird bzw. arbeitet. Der Begriff synchron ist im Kontext der vorliegenden Offenbarung breit zu verstehen. Darunter kann verstanden werden, dass das Kalibrierwerkzeug die gleiche Profilöffnung wie bei der Umformmatrize einstellt, einzig mit einer versetzten Frequenz. Synchron kann als übereinstimmend, zusammenfallend oder gleichlaufend verstanden werden. Eine zeitliche Verzögerung zwischen den änderbaren Profilöffnungen der Umformmatrize und der änderbaren Profilöffnung des Kalibrierwerkzeugs kann aufgrund des räumlichen Abstands zwischen der Umformmatrize und dem Kalibrierwerkzeug gegeben sein.For this purpose, it can prove to be advantageous that the calibration tool is actuated or works synchronously with the forming die. The term synchronous is to be understood broadly in the context of the present disclosure. This can be understood to mean that the calibration tool sets the same profile opening as in the forming die, only with an offset frequency. Synchronous can be understood as agreeing, coinciding or running in parallel. There may be a time delay between the changeable profile openings of the forming die and the changeable profile opening of the calibration tool due to the spatial distance between the forming die and the calibration tool.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Erzeugen eines Profils eines Extrudats mittels einer Extrusionsvorrichtung, insbesondere mittels einer Extrusionsvorrichtung wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, gelöst. Das Verfahren ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:

- Es wird eine verformbare Masse in einen Masseeingang der Extrusionsvorrichtung eingeführt,
- Die verformbare Masse wird mittels einer Pressvorrichtung in einer Extrusionsrichtung zu einer Umformmatrize gepresst,
- Ein bewegliches Werkzeugteil der Umformmatrize wird bewegt, um ein Extrudat mit einem in der Extrusionsrichtung variablen Profil zu erzeugen.

According to a third aspect of the invention, the object is achieved by a method for generating a profile of an extrudate by means of an extrusion device, in particular by means of an extrusion device as described above and below. The process is characterized by the following process steps:

- A deformable mass is introduced into a mass inlet of the extrusion device,
- The deformable mass is pressed into a forming die in an extrusion direction using a pressing device,
- A movable tool part of the forming die is moved to produce an extrudate with a variable profile in the extrusion direction.

Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer Umformmatrize für eine Extrusionsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.The method described results in all the advantages that have already been described for a forming die for an extrusion device according to the first aspect of the invention.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass das Verfahren weiter folgenden Verfahrensschritt aufweist:

- Das Extrudat mit einem in der Extrusionsrichtung variablen Profil wird durch ein Kalibrierwerkzeug geführt. Das Kalibrierwerkzeug repliziert dabei das variable Profil des Extrudats beim Durchführen des Extrudats.

According to a preferred further development of the invention, a method can be provided It can be seen that the process further comprises the following process step:

- The extrudate with a profile that is variable in the extrusion direction is guided through a calibration tool. The calibration tool replicates the variable profile of the extrudate as the extrudate is passed through.

Dadurch kann die Genauigkeit bei der Erzeugung des Profils des Extrudats erhöht werden.This allows the accuracy in generating the profile of the extrudate to be increased.

Eine erfindungsgemäße Umformmatrize für eine Extrusionsvorrichtung, eine erfindungsgemäße Extrusionsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Erzeugen eines Profils eines Extrudats mittels einer Extrusionsvorrichtung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

1 bis 3 in verschiedenen Schnittdarstellungen eine Umformmatrize gemäß einem Ausführungsbeispiel,
4 bis 6 in verschiedenen Schnittdarstellungen eine Umformmatrize gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
7 bis 9b in verschiedenen Schnittdarstellungen eine Umformmatrize gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
10 bis 13 in einer perspektiven Ansicht und Schnittdarstellungen verschiedene Extrudate mit einem in der Extrusionsrichtung variablen Profil,
14 in einer Schnittdarstellung eine Extrusionsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
15 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen eines Profils eines Extrudats mittels einer Extrusionsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

A forming die according to the invention for an extrusion device, an extrusion device according to the invention and a method for generating a profile of an extrudate by means of an extrusion device are explained in more detail below with reference to drawings. They show schematically:

1 to 3 in various sectional views a forming die according to an exemplary embodiment,
4 to 6 in various sectional views a forming die according to a further exemplary embodiment,
7 to 9b in various sectional views a forming die according to a further exemplary embodiment,
10 to 13 in a perspective view and sectional views various extrudates with a variable profile in the extrusion direction,
14 in a sectional view an extrusion device according to an exemplary embodiment, and
15 a flowchart of a method for generating a profile of an extrudate using an extrusion device according to an exemplary embodiment.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 15 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of operation are in the 1 to 15 each provided with the same reference numerals.

In 1 bis 3 ist schematisch eine Umformmatrize 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel in drei verschiedenen Schnittdarstellungen gezeigt. 1 zeigt die Umformmatrize 100 aus der Perspektive nach der Umformmatrize in Extrusionsrichtung R. 3 zeigt die Umformmatrize 100 aus der Perspektive vor der Umformmatrize 100 in Extrusionsrichtung R. 2 zeigt die Umformmatrize 100 in einer Schnittdarstellung in einer Ebene parallel zur Extrusionsrichtung R. In 2 ist die Extrusionsrichtung R von rechts nach links.In 1 to 3 A forming die 100 according to an exemplary embodiment is shown schematically in three different sectional views. 1 shows the forming die 100 from the perspective behind the forming die in the extrusion direction R. 3 shows the forming die 100 from the perspective in front of the forming die 100 in the extrusion direction R. 2 shows the forming die 100 in a sectional view in a plane parallel to the extrusion direction R. In 2 is the extrusion direction R from right to left.

Die Umformmatrize 100 der 1 bis 3 weist ein statisches Werkzeugteil 10 mit einer Öffnung und ein bewegliches Werkzeugteil 12 auf. Die Öffnung des statischen Werkzeugteils 10 zusammen mit dem beweglichen Werkzeugteil 12 bilden eine änderbare Profilöffnung 14. Um Verluste an dickflüssige oder gar flüssige Masse zu vermeiden, können die zwei Werkzeugteile 10, 12 fluiddicht aneinander angeordnet sein. Das bewegliche Werkzeugteil 12 kann sich relativ zum statischen Werkzeugteil bewegen. Die Umformmatrize 100 der 1 bis 3 weist zudem ein weiteres, zweites statisches Werkzeugteil 18 auf, welches extrusionsaufwärts der zwei weiteren Werkzeugteile 10, 12 angeordnet ist.The forming die 100 1 to 3 has a static tool part 10 with an opening and a movable tool part 12. The opening of the static tool part 10 together with the movable tool part 12 form a changeable profile opening 14. In order to avoid losses of viscous or even liquid mass, the two tool parts 10, 12 can be arranged together in a fluid-tight manner. The movable tool part 12 can move relative to the static tool part. The forming die 100 1 to 3 also has a further, second static tool part 18, which is arranged upstream of the extrusion of the two further tool parts 10, 12.

Die Umformmatrize 100 ist für eine Extrusionsvorrichtung 200, wie etwa die Extrusionsvorrichtung der 14, eingerichtet und kann bei einem Extrusionsverfahren verwendet werden. In 2 ist die verformbare Masse 16, welche zu einem Extrudat 20 verformt wird, gezeigt. Die verformbare Masse 16, welche vorzugsweise zumindest dickflüssig vor der Umformmatrize 100 in Extrusionsrichtung R ist, kann durch die änderbare Profilöffnung gepresst werden. Hierdurch nimmt die Masse eine entsprechende Form an, welche den Querschnitt entsprechend der Profilöffnung aufweist.The forming die 100 is for an extrusion device 200, such as the extrusion device of 14 , set up and can be used in an extrusion process. In 2 the deformable mass 16, which is deformed into an extrudate 20, is shown. The deformable mass 16, which is preferably at least viscous in front of the forming die 100 in the extrusion direction R, can be pressed through the changeable profile opening. As a result, the mass takes on a corresponding shape, which has the cross section corresponding to the profile opening.

Das bewegliche Werkzeugteil 12 der Umformmatrize 100 kann etwa rechteckig ausgebildet sein. Andere Geometrie für das bewegliche Werkzeugteil sind ebenso denkbar. An einer oberen Kante des beweglichen Werkzeugteils 12 kann eine Nut 22 angeordnet sein. Das bewegliche Werkzeugteil 12 kann im Fall der Umformmatrize 100 der 1 bis 3 translatorisch beweglich sein. Mit anderen Worten kann das bewegliche Werkzeugteil 12 in 1 und 3 von links nach rechts und umgekehrt bewegt werden. Hierfür kann beispielsweise ein Schienensystem vorgesehen werden, welches etwa von einer Steuereinheit 34 gesteuert werden kann. Andere Systeme können verwendet werden, um die Beweglichkeit des beweglichen Werkzeugteils 12 zu steuern bzw. zu betätigen.The movable tool part 12 of the forming die 100 can be approximately rectangular. Other geometries for the movable tool part are also conceivable. A groove 22 can be arranged on an upper edge of the movable tool part 12. In the case of the forming die 100, the movable tool part 12 can 1 to 3 be translationally mobile. In other words, the movable tool part 12 in 1 and 3 can be moved from left to right and vice versa. For this purpose, for example, a rail system can be provided, which can be controlled by a control unit 34, for example. Other systems can be used to control the mobility of the movable tool part 12.

4 bis 6 zeigen schematisch eine Umformmatrize 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in drei verschiedenen Schnittdarstellungen. 4 zeigt die Umformmatrize 100 aus der Perspektive nach der Umformmatrize in Extrusionsrichtung. 6 zeigt die Umformmatrize 100 aus der Perspektive vor der Umformmatrize in Extrusionsrichtung. 5 zeigt die Umformmatrize 100 in einer Schnittdarstellung in einer Ebene parallel zur Extrusionsrichtung R. In 5 ist die Extrusionsrichtung R von rechts nach links. Sofern nicht anders beschrieben, weist die Umformmatrize 100 der 4 bis 6 dieselben Elemente und/oder Komponenten, wie die Umformmatrize 100 der 1 bis 3 auf. 4 to 6 show schematically a forming die 100 according to a further exemplary embodiment in three different sectional views. 4 shows the forming die 100 from the perspective after the forming die in the extrusion direction. 6 shows the forming die 100 from the perspective in front of the forming die in the extrusion direction. 5 shows the forming die 100 in a sectional view in a plane parallel to the extrusion direction R. In 5 is the extrusion direction R from right to left. Unless otherwise described, the forming die 100 has the 4 to 6 the same elements and/or components as the forming die 100 1 to 3 on.

Anders als bei der Umformmatrize 100 der 1 bis 3, weist die Umformmatrize 100 der 4 bis 6 ein scheibenartiges bewegliches Werkzeugteil 12 auf. Dieses kann beispielsweise im statischen Werkzeugteil 10 eingesteckt sein, vgl. 5. Das bewegliche Werkzeugteil 12 kann daher um eine Drehachse rotatorisch beweglich sein. In einem Bereich können sich das bewegliche Werkzeugteil 12 und das statische Werkzeugteil 10 überlappen. In diesem Bereich kann etwa das bewegliche Werkzeugteil 12 eine Nut 22 aufweisen. Das bewegliche Werkzeugteil 12 der Umformmatrize 100 der 4 bis 6 weist zudem mehrere Nuten 22 auf, welche in regelmäßigen Abstände voneinander am Rand des scheibenartigen beweglichen Werkzeugteils beabstandet sind. Obgleich in der Umformmatrize der 4 bis 6 die gezeigten Nuten 22 die gleiche Tiefe bzw. die gleiche Form aufweisen, ist es denkbar, dass am Rand der Scheibe des beweglichen Werkzeugteils 12 Löcher, Nuten 22 oder ein Vorsprung oder weitere geometrische Formen angeordnet sind, welche die änderbare Profilöffnung prägen können. Das bewegliche Werkzeugteil 12 kann etwa mittels einem Rotor rotatorisch bewegt werden.Unlike the forming die 100 der 1 to 3 , the forming die 100 has the 4 to 6 a disk-like movable tool part 12. This can, for example, be inserted into the static tool part 10, cf. 5 . The movable tool part 12 can therefore be rotatably movable about an axis of rotation. In one area, the movable tool part 12 and the static tool part 10 can overlap. In this area, the movable tool part 12 can have a groove 22. The movable tool part 12 of the forming die 100 4 to 6 also has a plurality of grooves 22, which are spaced apart at regular intervals on the edge of the disk-like movable tool part. Although in the forming die the 4 to 6 the grooves 22 shown have the same depth or the same shape, it is conceivable that holes, grooves 22 or a projection or other geometric shapes are arranged on the edge of the disk of the movable tool part 12, which can shape the changeable profile opening. The movable tool part 12 can be moved in rotation, for example by means of a rotor.

7 bis 9b zeigen schematisch eine Umformmatrize 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in drei verschiedenen Schnittdarstellungen. 7 zeigt die Umformmatrize 100 aus der Perspektive nach der Umformmatrize in Extrusionsrichtung. 9a zeigt die Umformmatrize 100 aus der Perspektive vor der Umformmatrize in Extrusionsrichtung. 8 zeigt die Umformmatrize 100 in einer Schnittdarstellung in einer Ebene parallel zur Extrusionsrichtung R. In 8 und 9b ist die Extrusionsrichtung R von rechts nach links. Sofern nicht anders beschrieben, weist die Umformmatrize 100 der 7 bis 9b dieselben Elemente und/oder Komponenten, wie die Umformmatrizen 100 der 1 bis 6, auf. 7 to 9b show schematically a forming die 100 according to a further exemplary embodiment in three different sectional views. 7 shows the forming die 100 from the perspective after the forming die in the extrusion direction. 9a shows the forming die 100 from the perspective in front of the forming die in the extrusion direction. 8th shows the forming die 100 in a sectional view in a plane parallel to the extrusion direction R. In 8th and 9b is the extrusion direction R from right to left. Unless otherwise described, the forming die 100 has the 7 to 9b the same elements and/or components as the forming matrices 100 1 to 6 , on.

Im Gegensatz zu den Umformmatrizen 100 der 1 bis 6 weist die Umformmatrize 100 der 7 bis 9b zwei bewegliche Werkzeugteile 11, 12 auf. In 7 ist lediglich ein bewegliches Werkzeugteil 12 ersichtlich, nämlich ein viereckiges bewegliches Werkzeugteil 12, welches sich in einer Ebene senkrecht zur Extrusionsrichtung R, insbesondere translatorisch, bewegen kann. Im beweglichen Werkzeugteil 12 selbst kann ein zweites bewegliches Werkzeugteil 11 angeordnet sein. Alternativ können die zwei beweglichen Werkzeugteile nacheinander in Extrusionsrichtung R oder nebeneinander angeordnet sein. In der beispielhaften Ausführungsform der 1 bis 6 ist das zweite bewegliche Werkzeugteil 11 rotatorisch beweglich im beweglichen Werkzeugteil 12 angeordnet. Die 9b zeigt eine Draufsicht der Umformmatrize 100. Darin sind die zwei beweglichen Werkzeugteile 11, 12 ersichtlich. Die Bewegung des zweiten beweglichen Werkzeugteils 11 ist in 9b anhand von Pfeilen dargestellt. Das zweite bewegliche Werkzeugteil 11 kann im Wesentlich zylindrisch sein und kann dabei eine Nut 22, eine Spalte und/oder ein Schlitz oder der Gleichen aufweisen.In contrast to the forming dies 100 1 to 6 the forming die 100 has the 7 to 9b two movable tool parts 11, 12. In 7 only a movable tool part 12 can be seen, namely a square movable tool part 12, which can move in a plane perpendicular to the extrusion direction R, in particular translationally. A second movable tool part 11 can be arranged in the movable tool part 12 itself. Alternatively, the two movable tool parts can be arranged one after the other in the extrusion direction R or next to one another. In the exemplary embodiment the 1 to 6 the second movable tool part 11 is arranged to be rotatably movable in the movable tool part 12. The 9b shows a top view of the forming die 100. The two movable tool parts 11, 12 can be seen there. The movement of the second movable tool part 11 is in 9b shown using arrows. The second movable tool part 11 can be essentially cylindrical and can have a groove 22, a gap and/or a slot or the like.

Die zwei bewegliche Werkzeugteile 11, 12 können unterschiedlich beweglich sein. Dadurch kann beispielsweise eine höhere Gestaltungsfreiheit des Profils des Extrudats 20 erreicht werden.The two movable tool parts 11, 12 can be movable in different ways. As a result, for example, greater design freedom of the profile of the extrudate 20 can be achieved.

10 bis 13 zeigen schematisch in einer perspektiven Ansicht und Schnittdarstellungen verschiedene Extrudate 20 mit einem in der Extrusionsrichtung R variablen Profil. 10 zeigt ein Extrudat 20 mit einem in Extrusionsrichtung R konstanten Profil. Das Extrudat 20 kann ein Werkzeugteil sein, welches rohrartig ist. Der Querschnitt des Extrudats 20, welcher in der Schnittdarstellung des 10 gezeigt ist, weist einen Vorsprung 24, einen Höcker und/oder einen Ansatz auf. Der Vorsprung 24 bleibt jedoch in der gesamten Länge, d.h. in der Extrusionsrichtung R, konstant. Mit anderen Worten kann anhand des Extrudats 20 festgestellt werden, dass das bewegliche Werkzeugteil 12 der Umformmatrize 100 bei der Herstellung dieses Extrudats nicht bewegt worden ist. 10 to 13 show schematically in a perspective view and sectional views various extrudates 20 with a variable profile in the extrusion direction R. 10 shows an extrudate 20 with a constant profile in the extrusion direction R. The extrudate 20 may be a tool part that is tube-like. The cross section of the extrudate 20, which is shown in the sectional view of the 10 is shown has a projection 24, a bump and / or a shoulder. However, the projection 24 remains constant over its entire length, ie in the extrusion direction R. In other words, it can be determined from the extrudate 20 that the movable tool part 12 of the forming die 100 was not moved during the production of this extrudate.

Das Extrudat 20 der 10 kann beispielsweise unter Verwendung einer Umformmatrize 100, wie in 1 bis 3 gezeigt, erzeugt worden sein.The extrudate 20 the 10 can, for example, using a forming die 100, as in 1 to 3 shown, have been generated.

11 zeigt ein Extrudat 20 mit einem in Extrusionsrichtung R variablen Profil. Der Vorsprung 24 nimmt in Extrusionsrichtung R einen wellenartigen Verlauf an. Hierfür kann das bewegliche Werkzeugteil 12 der Umformmatrize 100 der 1 bis 3 translatorisch hin und her bewegt worden sein. Es sei bemerkt, dass die Höhe des Vorsprungs 24, d.h. die Größe der entsprechenden Öffnung bei der änderbaren Profilöffnung während dem Extrusionsverfahren, unverändert geblieben ist. 11 shows an extrudate 20 with a variable profile in the extrusion direction R. The projection 24 takes on a wave-like course in the extrusion direction R. For this purpose, the movable tool part 12 of the forming die 100 can be used 1 to 3 have been moved back and forth translationally. It should be noted that the height of the projection 24, ie the size of the corresponding opening in the variable profile opening, remained unchanged during the extrusion process.

Wie in 11 ersichtlich, ist der Verlauf des Vorsprungs 24 zwar wellenartig, weist aber Plateaus auf. Diese können dadurch erzeugt worden sein, dass das bewegliche Werkzeugteil 12 für eine bestimmte bzw. vordefinierte Zeit nicht bewegt worden ist bevor es wieder in Bewegung gesetzt worden ist.As in 11 As can be seen, the course of the projection 24 is wave-like, but has plateaus. These may have been generated by the fact that the movable tool part 12 was not moved for a specific or predefined time before it was set in motion again.

Das Extrudat 20 der 11 kann daher beispielsweise unter Verwendung einer Umformmatrize 100 mit einem translatorisch beweglichen Werkzeugteil 12, wie in 1 bis 3 gezeigt, erzeugt worden sein.The extrudate 20 the 11 can therefore, for example, using a forming die 100 with a translationally movable tool part 12, as in 1 to 3 shown, have been generated.

12 zeigt ein Extrudat 20 mit einem in Extrusionsrichtung R variablen Profil. Der Vorsprung 24 nimmt in Extrusionsrichtung R einen wellenartigen Verlauf an. Ein solches Extrudat 20 kann mit einer Umformmatrize 100, wie in 4 bis 6 gezeigt, erzeugt worden sein. Der wellenartige Verlauf des Vorsprungs 24 des Extrudats 20 der 12 weist eine konstante Frequenz auf. Das kann darauf hindeuten, dass das bewegliche Werkzeugteil mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt worden ist. Alternativ, etwa wenn die verformbare Masse nicht gleichmäßig in die Umformmatrize gepresst worden ist, kann aber eine konstante Frequenz eines solchen wellenartigen Verlaufs mit einer unregelmäßigen Geschwindigkeit des beweglichen Werkzeugteils 12 erreicht werden. Die Geschwindigkeit des beweglichen Werkzeugteils 12 kann von einem Betriebsparameter der Extrusionsvorrichtung 200, vgl. 14, abhängen. 12 shows an extrudate 20 with a variable profile in the extrusion direction R. The projection 24 takes on a wave-like shape in the extrusion direction R course. Such an extrudate 20 can be formed with a forming die 100, as in 4 to 6 shown, have been generated. The wave-like course of the projection 24 of the extrudate 20 12 has a constant frequency. This may indicate that the moving tool part was moved at a constant speed. Alternatively, for example if the deformable mass has not been pressed uniformly into the forming die, a constant frequency of such a wave-like course can be achieved with an irregular speed of the movable tool part 12. The speed of the movable tool part 12 can depend on an operating parameter of the extrusion device 200, cf. 14 , depend.

13 zeigt ein Extrudat 20 mit einem in Extrusionsrichtung R variablen Profil. Ein solches variables Profil, mit solchen unterbrochenen Vorsprüngen 24, kann etwa unter Verwendung einer Umformmatrize 100, wie in 7 bis 9b offenbart, erzeugt worden sein. 13 shows an extrudate 20 with a variable profile in the extrusion direction R. Such a variable profile, with such interrupted projections 24, can be achieved, for example, using a forming die 100, as in 7 to 9b revealed, created.

14 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung eine Extrusionsvorrichtung 200, auch Extruder genannt, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Obgleich die Extrusionsvorrichtung 200 der 14 einen Schneckenextruder ist, kann die Extrusionsvorrichtung 200 auch ein Kolbenextruder sein. Die Extrusionsvorrichtung 200 der 14 weist eine Umformmatrize 100 auf. Sofern nicht anders beschrieben, weist die Umformmatrize 100 der 14 dieselben Elemente und/oder Komponenten, wie die Umformmatrizen 100 der 1 bis 9b, auf. 14 shows a schematic sectional view of an extrusion device 200, also called an extruder, according to an exemplary embodiment. Although the extrusion device 200 the 14 is a screw extruder, the extrusion device 200 can also be a piston extruder. The extrusion device 200 of 14 has a forming die 100. Unless otherwise described, the forming die 100 has the 14 the same elements and/or components as the forming matrices 100 1 to 9b , on.

Die Extrusionsvorrichtung 200 der 14 weist eine Pressvorrichtung 36 auf, welche in einer Presskammer 32 angeordnet ist. Die Pressvorrichtung 36 kann von einer Steuereinheit 34 gesteuert werden. Die Pressvorrichtung 36 kann dazu eingerichtet sein, eine verformbare Masse, welche über einen Masseeingang 30 in die Presskammer 32 zugeführt werden kann, zur Umformmatrize 100 hin zu pressen. Die Umformmatrize 100 weist ein statisches Werkzeugteil 10 und ein bewegliches Werkzeugteil 12 auf. Das bewegliche Werkzeugteil 12 kann von der Steuereinheit 34 gesteuert werden, um ein gewünschtes Profil des Extrudats 20 zu erzielen. Das Extrudat kann beliebig lang hergestellt werden. Solange verformbare Masse in der Presskammer verfügbar ist, kann das Extrusionsverfahren weitergeführt werden und das Extrudat weiter erzeugt werden. Die Steuereinheit 34 kann dazu eingerichtet sein, die Geschwindigkeit des zumindest einen beweglichen Werkzeugteils 12 in Abhängigkeit eines Betriebsparameters der Pressvorrichtung 36 zu steuern. Beim Betriebsparameter kann es sich um einen Druck der verformbaren Masse oder eine Drehgeschwindigkeit der Pressvorrichtung handeln.The extrusion device 200 of 14 has a pressing device 36, which is arranged in a pressing chamber 32. The pressing device 36 can be controlled by a control unit 34. The pressing device 36 can be set up to press a deformable mass, which can be fed into the pressing chamber 32 via a mass inlet 30, towards the forming die 100. The forming die 100 has a static tool part 10 and a movable tool part 12. The movable tool part 12 can be controlled by the control unit 34 to achieve a desired profile of the extrudate 20. The extrudate can be made to any length. As long as deformable mass is available in the press chamber, the extrusion process can continue and the extrudate can continue to be produced. The control unit 34 can be set up to control the speed of the at least one movable tool part 12 depending on an operating parameter of the pressing device 36. The operating parameter can be a pressure of the deformable mass or a rotational speed of the pressing device.

Die Extrusionsvorrichtung 200 der 14 kann dazu eingerichtet sein, ein Verfahren zum Erzeugen eines Profils eines Extrudats (20), wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, durchzuführen.The extrusion device 200 of 14 can be set up to carry out a method for generating a profile of an extrudate (20), as described above and below.

Es ist zudem denkbar, dass die Umformmatrize 100 austauschbar in der Extrusionsvorrichtung 100 angeordnet ist. Dies kann die Reinigung der verschiedenen Elemente und/oder Komponenten der Umformmatrize 100 in vorteilhafter Weise vereinfachen.It is also conceivable that the forming die 100 is arranged interchangeably in the extrusion device 100. This can advantageously simplify the cleaning of the various elements and/or components of the forming die 100.

15 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen eines Profils eines Extrudats (20) mittels einer Extrusionsvorrichtung 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird eine verformbare Masse, wie etwa Kunststoff oder Aluminium, in einen Masseeingang 30 der Extrusionsvorrichtung 200 eingeführt. In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird die verformbare Masse mittels einer Pressvorrichtung, wie etwa einem Kolben oder einer Schnecke, in Extrusionsrichtung R zu einer Umformmatrize 100 gepresst. Daraufhin wird in einem dritten Verfahrensschritt S3 ein bewegliches Werkzeugteil 12 der Umformmatrize 100 bewegt, um ein Extrudat 20 mit einem in der Extrusionsrichtung variablen Profil zu erzeugen. Dadurch kann ein Extrudat 20 erzeugt werden, welches einen Querschnitt mit einem Vorsprung 24 aufweist. Der Vorsprung 24 kann auch als Höcker, Ausbauchung oder Ansatz bezeichnet werden. 15 shows a flowchart of a method for generating a profile of an extrudate (20) using an extrusion device 200 according to an exemplary embodiment. In a first method step S1, a deformable mass, such as plastic or aluminum, is introduced into a mass inlet 30 of the extrusion device 200. In a second method step S2, the deformable mass is pressed into a forming die 100 in the extrusion direction R using a pressing device, such as a piston or a screw. Then, in a third method step S3, a movable tool part 12 of the forming die 100 is moved in order to produce an extrudate 20 with a profile that is variable in the extrusion direction. This allows an extrudate 20 to be produced which has a cross section with a projection 24. The projection 24 can also be referred to as a hump, bulge or approach.

In einem optionalen weiteren Verfahrensschritt kann das Extrudat 20 durch ein Kalibrierwerkzeug (hier nicht gezeigt) geführt werden. Das Kalibrierwerkzeug kann das variable Profil des Extrudats beim Durchführen des Extrudats replizieren bzw. bestätigen.In an optional further process step, the extrudate 20 can be passed through a calibration tool (not shown here). The calibration tool can replicate or confirm the variable profile of the extrudate as the extrudate is passed through.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010: statisches Werkzeugteilstatic tool part
1111: zweites bewegliche Werkzeugteilsecond movable tool part
1212: bewegliches Werkzeugteilmovable tool part
1414: ProfilöffnungProfile opening
1616: MasseDimensions
1818: zweites statische Werkzeugteilsecond static tool part
2020: Extrudatextrudate
2222: NutNut
2424: Vorsprunghead Start
3030: MasseeingangGround input
3232: PresskammerPress chamber
3434: SteuereinheitControl unit
3636: PressvorrichtungPressing device
100100: Umformmatrizeforming die
200200: ExtrusionsvorrichtungExtrusion device
RR: ExtrusionsrichtungExtrusion direction
S1S1: erster Verfahrensschrittfirst step of the process
S2S2: zweiter Verfahrensschrittsecond procedural step
S3S3: dritter Verfahrensschrittthird step of the process

Claims

Forming die (100) for an extrusion device (200), having at least one movable tool part (12); and a static tool part (10) with an opening; wherein the at least one movable tool part (12) is arranged in a fluid-tight manner on the static tool part (10); and wherein the at least one movable tool part (12) and the static tool part (10) together form a changeable profile opening (14) for producing a profile of an extrudate (20) that is variable in the extrusion direction (R).

Forming die (100). Claim 1 , characterized in that the at least one movable tool part (12) is movable in a plane perpendicular to the extrusion direction (R), in particular translationally.

Forming die (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one movable tool part (12) is rotatably movable.

Forming die (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one movable tool part (12) is movable at a predefined speed.

Forming die (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the forming die (100) has two movable tool parts (11, 12), the two movable tool parts (11, 12) being set up differently in terms of their mobility.

Forming die (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one movable tool part has at least one groove (22) which is designed to change the profile opening (14).

Forming die (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one movable tool part (12) is arranged directly in front of the static tool part (10) in the extrusion direction (R).

Extrusion device (200) for producing a profile of an extrudate (20), comprising a pressing device (36) which is arranged in a pressing chamber (32); a mass inlet (30) for receiving a deformable mass and supplying the deformable mass into the press chamber (32); and a forming die (100), in particular a forming die according to one of Claims 1 until 7 ; wherein the forming die (100) is arranged at an exit of the press chamber (32); wherein the forming die (100) has at least one movable tool part (12); and wherein the forming die (100) is designed to form the deformable mass into an extrudate with a variable profile in the extrusion direction (R).

Extrusion device (200). Claim 8 , characterized in that the extrusion device (200) further has a control unit (34), the control unit (34) being set up to control the speed of the at least one movable tool part (12) depending on an operating parameter of the pressing device (36).

Extrusion device (200) according to one of Claims 8 and 9 , characterized in that the extrusion device (200) further has at least one calibration tool, which is arranged after the forming die in the extrusion direction (R), the calibration tool being in particular designed to be actuated synchronously with the at least one movable tool part.

Method for generating a profile of an extrudate (20) by means of an extrusion device (200), in particular by means of an extrusion device (200) according to at least one of Claims 8 until 10 , wherein the method is characterized by the following process steps: - (S1) a deformable mass is introduced into a mass inlet (30) of the extrusion device (200), - (S2) the deformable mass is by means of a pressing device (36) in an extrusion direction ( R) pressed into a forming die (100), - (S3) a movable tool part (12) of the forming die (100) is moved in order to produce an extrudate (20) with a variable profile in the extrusion direction (R).

Procedure according to Claim 11 , further comprising the following process step: - The extrudate (20) with a variable profile in the extrusion direction (R) is guided through a calibration tool, the calibration tool replicating the variable profile of the extrudate (20) as the extrudate (20) is passed through.