DE1182420B

DE1182420B - Extruder head with mandrel

Info

Publication number: DE1182420B
Application number: DEF27736A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing H-O Schiedrum
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1959-02-18
Filing date: 1959-02-18
Publication date: 1964-11-26
Also published as: GB942048A; FR1248899A

Description

Extruderkopf mit Dorn Die Erfindung bezieht sich auf einen Extruderkopf mit Dorn für Extruder, die zur Verarbeitung plastischer, insbesondere thermoplastischer Massen zu Hohlprofilen dienen. Mit Extruder werden die in der Kunststoffindustrie zur Anwendung kommenden Strangpressen bezeichnet.Extruder head with mandrel The invention relates to an extruder head with mandrel for extruders used for processing plastic, especially thermoplastic Serving masses to hollow profiles. Extruders are used in the plastics industry referred to the extrusion presses used.

Es ist bekannt, den bei der Herstellung von Hohlprofilen zur Formgebung erforderlichen Dorn mit Hilfe von Stegen zu halten. Die Stege liegen im Materialstrom, sie sind radial gerichtet und weisen meistens stromlinienförmige Querschnitte auf. Jeder dieser Stege teilt den Materialstrom und hinterläßt Spuren, die sich am fertigen Profil als Markierungen, Ungleichmäßigkeiten in der Wandstärke oder als Risse zeigen. It is known that in the production of hollow profiles for shaping to hold the required mandrel with the help of bars. The webs are in the material flow, they are directed radially and mostly have streamlined cross-sections. Each of these webs divides the flow of material and leaves traces that can be seen in the finished product Show profile as markings, irregularities in wall thickness or as cracks.

Es ist ferner bekannt, den Dorn auf einer Lochscheibe anzuordnen und diese Scheibe am Mundstück, am Schneckengehäuse oder zwischen Schnekkengehäuse und Mundstück zu befestigen. Die Löcher der Scheiben sind dabei parallel zur Mundstück- oder Schneckenachse gerichtet. Auch derartige Lochscheiben erzeugen Markierungen, weil der unterteilte Materialstrom hinter der Scheibe nur unvollkommen wieder zusammenschweißt. Diesen Nachteilen sucht man bekanntlich entgegenzuwirken, indem man hinter den Stegen oder Scheiben Stauräume vorsieht. Man will hierdurch die Materialströmung stören und damit die Spuren der Wiederverschweißung des Materials verwischen. Eine derartige Maßnahme ist auch in der bekannten konischen Verjüngung des Mundstücks und des Dornes zum Austritt hin zu sehen. Abgesehen von der aufwendigen Bauweise, die sich aus solchen Maßnahmen ergibt, ist auch die Wirkung nur gering. It is also known to arrange the mandrel on a perforated disk and this disc on the mouthpiece, on the worm housing or between the worm housing and to attach the mouthpiece. The holes in the discs are parallel to the mouthpiece or screw axis directed. Such perforated disks also produce markings, because the subdivided flow of material behind the pane is only imperfectly welded back together. As is well known, one tries to counteract these disadvantages by going behind the bars or disks provides storage space. One wants to disturb the flow of material in this way and thus wipe out the traces of the rewelding of the material. Such a one Measure is also in the known conical tapering of the mouthpiece and the mandrel to see the exit. Apart from the elaborate construction that results from results from such measures, the effect is also only slight.

Diese Maßnahmen versagen insbesondere bei der Herstellung dickwandiger Rohre, bei denen hohe Ansprüche an die Wandstärkengleichmäßigkeit gestellt werden.These measures fail in particular when producing thick-walled ones Pipes with which high demands are placed on the uniformity of wall thickness.

Es ist ferner auch eine Vorrichtung zum Beseitigen der Fließmarkierungen bekannt, bei der hinter dem üblichen Dornhalter mit Stegen ein sich drehender Siebkorb montiert ist, durch den das Material fließen muß, so daß erneut eine ausreichende Vermischung eintritt. Diese bekannte Vorrichtung ist aber kompliziert und aufwendig, da ein zusätzlicher Motor zum Drehen des Siebkorbes erforderlich ist. It is also a device for removing the flow marks known, in the case of a rotating screen basket behind the usual mandrel holder with webs is mounted, through which the material must flow, so that again a sufficient Mixing occurs. This known device is complicated and expensive, because an additional motor is required to rotate the strainer basket.

Außerdem ist es von Nachteil, daß die Kegelräder des Antriebs im Massestrom laufen, so daß ein Teil des Materials dadurch übermäßig geknetet und thermisch beansprucht wird.It is also a disadvantage that the bevel gears of the drive are in the mass flow run, so that part of the material is kneaded excessively and thermally stressed will.

Es ist weiterhin aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentschrift 1160167 ein Verfahren zum Herstellen von Hohlsträngen aus Kunststoff mit hohlstrangförmiger Bewehrungseinlage mittels Strangpressen bekannt, bei dem eine vorgefertigte Bewehrungseinlage von plastifiziertem Kunststoff umflossen wird, wobei die Bewehrungseinlage von dem Kunststoff von innen nach außen durchflossen und so in den Kunststoff eingebettet wird. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird die Verwendung eines düsenseitig geschlossenen hohlen Spritzdorns vorgeschlagen, dessen Wnadungen mit schlitzförmigen Durchbrechungen versehen sind, so daß die von innen nach außen fließende plastifizierte Masse die um den hohlen Dorn gewickelte Bewehrungseinlage durchfließen kann. Hierbei handelt es sich aber um eine ganz spezielle Vorrichtung zur Herstellung von Hohlsträngen mit Bewehrungseinlagen und nicht um einen Extruderkopf mit Dorn zur Herstellung von üblichen Rohren. It is still from the unpublished German patent specification 1160167 a method for Manufacture of hollow strands from plastic with hollow strand-shaped Reinforcement insert known by means of extrusion, in which a prefabricated reinforcement insert is surrounded by plasticized plastic, the reinforcement insert of the Plastic flows through it from the inside to the outside and is thus embedded in the plastic will. To carry out this process, a closed nozzle is used proposed hollow spray mandrel, its Wnadungen with slot-shaped openings are provided, so that the plasticized mass flowing from the inside to the outside the reinforcement insert wound around the hollow mandrel can flow through. This acts But it is a very special device for the production of hollow strands with reinforcement inserts and not an extruder head with a mandrel for production from common pipes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und den Spritz- oder Extruderkopf so auszubilden, daß auch Rohre oder sonstige Hohlprofile, die hohen Ansprüchen in bezug auf die Gleichmäßigkeit der Wand und die Toleranzen der Außen- und Innenmaße genügen, auf Extrudern hergestellt werden können. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß der Dornhalter 1 als langgestreckter, durch einen Boden 2 einseitig in Richtung der Längsachse verschlossener Hohlkörper ausgebildet wird und im Mantel mit einer Vielzahl von senkrecht oder geneigt zur Mundstückswand 3 gerichteten Öffnungen 4 versehen wird, die den Innenraum 5 des Dornhalters mit dem von dem Mundstück und dem Dorn gebildeten Hohlraum 6 auf zweifach umgelenktem Wege verbinden. Man erzielt dadurch ohne erheblichen konstruktiven Aufwand praktisch markierungsfreie, maßhaltige Rohre. Das Ergebnis überrascht insofern, als bei den bekannten Konstruktionen der Dorn durch Stege oder sonstige Haltevorrichtungen befestigt ist, die so im Materialstrom liegen, daß die Richtung des Materialflusses durch diese Vorrichtungen wenig gestört wird, und als in vielen Fällen die Stege z. B. tropfen- oder stromlinienförmige Querschnitte aufweisen. The invention is based on the object of avoiding these disadvantages and to design the injection or extruder head in such a way that pipes or other hollow profiles, the high demands on the evenness of the wall and the tolerances the external and internal dimensions are sufficient, can be produced on extruders. According to the invention this happens because the mandrel holder 1 as an elongated, through a bottom 2 is formed hollow body closed on one side in the direction of the longitudinal axis and in the jacket with a multiplicity of perpendicular or inclined to the mouthpiece wall 3 directed openings 4 is provided, which the interior 5 of the mandrel holder with the Cavity 6 formed by the mouthpiece and the mandrel in a two-way deflected path associate. You can achieve this practically without considerable structural effort Mark-free, dimensionally stable tubes. The result is surprising in that the known constructions of the mandrel by webs or other Holding devices is attached, which are so in the material flow that the direction of the material flow little is disturbed by these devices, and than in many cases the webs z. B. have teardrop or streamlined cross-sections.

Der Extruderkopf gemäß der Erfindung kann durch Variieren der Querschnittsformen und Abmessungen leicht dem zu produzierenden Profil angepaßt werden. Zur Herstellung von Rohren ist es z. B. vorteilhaft, wenn der Dornhalter als rotationssymmetrischer Hohlkörper ausgebildet ist und Öffnungen im Mantel aufweist, die radial oder geneigt zur Mundstückswand 3 gerichtet sind. Dabei kann man für dickwandige Rohre längere Hohlkörper und für dünnwandige Rohre kürzere Hohlkörper als Dornhalter anordnen. Auf diese Weise kann die Summe der Öffnungsquerschnitte dem Massefluß angepaßt und der Druckverlust beeinflußt werden. The extruder head according to the invention can by varying the cross-sectional shapes and dimensions can easily be adapted to the profile to be produced. For the production of pipes it is z. B. advantageous if the mandrel holder as a rotationally symmetrical Hollow body is formed and has openings in the jacket, which are radial or inclined are directed towards the mouthpiece wall 3. You can use longer ones for thick-walled pipes Arrange hollow bodies and, for thin-walled pipes, shorter hollow bodies as mandrel holders. In this way, the sum of the opening cross-sections can be adapted to the mass flow and the pressure loss can be influenced.

Die Form und Größe der Öffnungen kann beliebig gewählt werden, doch ist es vorteilhaft, die Summe der öffnungsquerschnitte klein zu halten. Das heißt, man wird - wenn die thermische Stabilität der Masse und der im Extruder mögliche Druckaufbau einen Spielraum für die Größe des gesamten Öffnungsquerschnitts zulassen - mit Vorteil näher an die untere als an die obere Grenze für den gesamten freien Querschnitt gehen. Das gleiche gilt auch für die einzelnen Öffnungen; es ist vorteilhafter, mit vielen relativ kleinen als mit wenigen relativ großen Öffnungen zu arbeiten. Die untere Grenze für die Größe der einzelnen Öffnung ist durch die rheologischen Eigenschaften der Masse, durch ihre thermische Stabilität und durch den zulässigen Druckverlust gegeben. In bezug auf die Form der Öffnungen ist man an bestimmte Querschnitte nicht gebunden, doch ist es aus Herstellungsgründen vorteilhaft runde oder spaltförmige Querschnitte zu wählen. The shape and size of the openings can be chosen arbitrarily, however it is advantageous to keep the sum of the opening cross-sections small. This means, one will - if the thermal stability of the mass and that in the extruder is possible Allow pressure build-up a margin for the size of the entire opening cross-section - with advantage closer to the lower than to the upper limit for the entire free Cross section go. The same also applies to the individual openings; it is more advantageous to work with many relatively small openings rather than a few relatively large openings. The lower limit for the size of each opening is determined by the rheological Properties of the mass, through its thermal stability and through the permissible Pressure loss given. With regard to the shape of the openings, one is concerned with certain cross-sections not bound, but for manufacturing reasons it is advantageously round or slit-shaped To choose cross-sections.

Für jede Dimension der fertigen Hohlkörper und für jede Masse kann man durch Wechseln der Dornhalter das optimale Offnungsverhältnis errnitteln. Zur Beschränkung der Lagerhaltung an Extruderköpfen und!oder Domhaltem ist es von Vorteil, vor den öffnungen im Mantel des Dornhalters einen auswechselbaren Lochblech- oder Siebmantel anzuordnen. Auf diese Weise kann man für Hohlkörper gleichen Innenquerschnittes mit einem Dornhalter auskommen. Bei der Anwendung dieser speziellen Variante des Erfindungsgedankens ordnet man im Mantel des Dornhalters nur wenige, aber relativ große Öffnungen an und erreicht die Anpassung an die erforderliche Wandstärke oder die verwendete Masse einfach durch Einsetzen des entsprechenden Siebmantels oder Lochbleches 7. In den Fällen, in denen es unter Beibehaltung der Masserezeptur bzw. der Massequalität, z. B. der Kunststoffsorte, lediglich auf die Herstellung verschiedener Wandstärken ankommt, kann man den Dornhalter für die größte Wandstärke auslegen und durch Abdecken eines Teiles der Öffnungen mittels eines Vollmantelbleches an Stelle eines Sieb- oder Lochbleches die erforderliche Anpassung vornehmen. For every dimension of the finished hollow body and for every mass you can find the optimal opening ratio by changing the mandrel holder. To the Restricting the storage of extruder heads and! Or dome holders, it is advantageous to an exchangeable perforated plate or To arrange sieve jacket. In this way you can have the same internal cross-section for hollow bodies get by with a mandrel holder. When using this special variant of the According to the invention, only a few are classified in the jacket of the mandrel holder, but relatively large openings and achieved the adaptation to the required wall thickness or the mass used simply by inserting the appropriate sieve jacket or Perforated plate 7. In those cases in which it is possible while maintaining the composition or the mass quality, e.g. B. the type of plastic, only on the production of different If the wall thickness is important, the mandrel holder can be designed for the greatest wall thickness and by covering part of the openings by means of a solid metal jacket Make the necessary adjustments in place of a sieve or perforated plate.

Gegenüber der bekannten Vorrichtung, bei welcher hinter dem Dornhalter mit Stegen ein sich drehender Siebkorb, durch den der Massestrom auf seinem Weg zur Düse zweifach umgelenkt wird, montiert ist, besitzt der erfindungsgemäß vorgeschlagene Extruderkopf den Vorteil der sehr einfachen Konstruktion. Außerdem sind keinerlei rotie- rende Teile erforderlich, so daß das Material auch nicht zusätzlich beansprucht wird. Ferner gibt es keine toten Winkel, in denen das Material zu lange liegenbleibt, so daß Abbau oder sogar Verbrennungen auftreten könnten. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß überhaupt die Entstehung von Fließmarkierungen vermieden wird, was immerhin zweckmäßiger ist, als solche Fließmarkierungen nach ihrer Entstehung durch intensives Mischen wieder zu beseitigen. Compared to the known device, in which behind the mandrel holder with bars a rotating screen basket through which the mass flow on its way is deflected twice to the nozzle, is mounted, has the proposed according to the invention Extruder head the advantage of very simple construction. Besides, there are none rotating Rende parts required, so that the material is not additionally stressed will. Furthermore, there are no blind spots in which the material is left lying for too long, so that degradation or even burns could occur. Another benefit lies in that the formation of flow marks is avoided at all, which at least is more appropriate than such flow marks after their emergence by intensive To eliminate mixing again.

Der Extruderkopf gemäß der Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß man durch den Boden des Dornhalters Stützluft, Blasluft oder erforderlichenfalls auch Energie oder einen Energieträger zuführen kann, ohne den Massestrom hinter dem Dornhalter zu durchbrechen, wenn man den Boden 2 des Domhalters mit einer Aussparung oder Bohrung 8 versieht, über die der Innenraum des Dornes 9 mit einer durch den Mantel des Dornhalters geführten Leitung 10 verbunden werden kann. The extruder head according to the invention has the further advantage that support air, blown air or if necessary through the bottom of the mandrel holder can also supply energy or an energy carrier without the mass flow behind to break through the mandrel holder if you have the bottom 2 of the mandrel holder with a recess or bore 8, through which the interior of the mandrel 9 with a through the Sheath of the mandrel holder guided line 10 can be connected.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen in beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt. The object of the invention is in the drawings in examples Embodiments shown.

Ab b. 1 und 2 zeigen Längsschnitte durch den Extruderkopf, A b b. 3 einen Querschnitt durch Mundstück und Dornhalter des Extruderkopfes. From b. 1 and 2 show longitudinal sections through the extruder head, A b b. 3 shows a cross section through the mouthpiece and mandrel holder of the extruder head.

In der Ausführungsform nach Abt. 1 ist der Extruderkopf an dem Extrudergehäuse 11 mittels Schrauben 12 befestigt und mit diesem Gehäuse zentriert. Der Extruderkopf besteht aus dem Dornhalter 1, der als langgestreckter Hohlkörper ausgebildet und durch einen Boden 2 in der Längsrichtung einseitig verschlossen ist. Der Mantel des Dornhalters weist eine Vielzahl von Öffnungen 4 in Form von Bohrungen auf. Die Bohrungen sind radial zur Wand des Mundstückes 3 gerichtet, das auf dem Dornhalter befestigt und mit diesem zentriert ist. In the embodiment according to Section 1, the extruder head is on the extruder housing 11 fastened by means of screws 12 and centered with this housing. The extruder head consists of the mandrel holder 1, which is designed as an elongated hollow body and is closed on one side by a bottom 2 in the longitudinal direction. The coat the mandrel holder has a plurality of openings 4 in the form of bores. the Bores are directed radially to the wall of the mouthpiece 3 on the mandrel holder attached and centered with this.

Die Bohrungen können auch aus der radialen zur tangentialen Richtung geneigt sein. Die Bohrungen verbinden den Innenraum 5 des Dornhalters mit dem von dem Mundstück 3 und dem Dorn 9 gebildeten Hohlraum 6.The bores can also be made from the radial to the tangential direction be inclined. The holes connect the interior 5 of the mandrel holder with that of the cavity 6 formed by the mouthpiece 3 and the mandrel 9.

Die von der Schnecke 13 des Extruders geförderte Masse wird aus dem Innenraum 5 des Domhalters in Pfeilrichtung auf zweifach umgelenktem Wege durch die Bohrungen 4 in den Raum 6 gepreßt und zwischen dem Mundstück 3 und dem Dorn 9 zu einem Hohlprofil verformt. Bei der Herstellung dünnwandiger Profile kann das extrudierte Profil durch Einführen von Stützluft über Leitung 10 durch Bohrung 8 des Bodens 2 und Hohlschrauben 14 in das Innere des Profils in Form gehalten werden. A b b. 2 und 3 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der relativ weite Offnungen 4 im Mantel des Dornhalters vorgesehen sind und bei der zur Anpassung an wechselnde Produktion vor den Öffnungen ein Lochblechmantel 7 auswechselbar angeordnet ist. The mass conveyed by the screw 13 of the extruder is from the Interior 5 of the dome holder in the direction of the arrow on two-way deflected paths the bores 4 pressed into the space 6 and between the mouthpiece 3 and the mandrel 9 deformed into a hollow profile. This can be done in the manufacture of thin-walled profiles extruded profile by introducing supporting air via line 10 through hole 8 of the bottom 2 and hollow screws 14 are kept in shape in the interior of the profile. A b b. 2 and 3 show an embodiment of the invention in which the relatively wide Openings 4 are provided in the jacket of the mandrel holder and for adaptation a perforated sheet metal jacket 7 arranged to be exchangeable for alternating production in front of the openings is.

Claims

Claims: 1. Extruder head with dome, characterized in that that the mandrel holder (1) as an elongated, through a bottom (2) on one side in the direction the longitudinal axis closed hollow body is formed and a plurality in the jacket from perpendicular or inclined to the mouthpiece wall (3) directional openings (4), which the interior (5) of the mandrel holder with that of the mouthpiece and Connect the cavity (6) formed by the mandrel in a two-way deflected path.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the mandrel holder is designed as a rotationally symmetrical hollow body and has openings in the jacket, which are directed radially or inclined to the mouthpiece wall.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the openings have round or slit-shaped cross-sections.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that in front of the openings in the Sheath of the mandrel holder a perforated sheet metal or sieve shell (7) is arranged is.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the bottom of the mandrel holder has a recess or hole (8) through which the Interior of the mandrel (9) with a line passed through the jacket of the mandrel holder (10) is connected.

Documents considered: French patent specification No. 1,146,718; U.S. Patent No. 2,750,626.

Older patents considered: German Patent No. 1160167.