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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Rohren, rinnenartigen
Profilen oder dergleichen Strangkörpern mit Querwänden aus Kunststoff Es ist bereits
bekannt, Kunststoffrohre mit Querwänden in der Weise herzustellen, daß man bei der
Extrusion eines Rohres den Düsenkern (Dorn) des entsprechend ausgebildeten Rohrspritzkopfes
in bestimmten Zeitabständen kurzzeitig nach rückwärts aus der Düsenöffnung herauszieht.
Bei zurückgezogenem Düsenkern soll der Rohrkörperquerschnift durch einen kurzen
massiven Strangabschnitt geschlossen werden.
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Die Aufgabe, saubere, glatte Querwände in Kunststoffrohren beliebigen
Durchmessers anzuordnen, kann jedoch mit der bekannten Verfahrensweise nicht erfüllt
werden. Man kann hiernach lediglich den Hohlraum kleinerer Rohre durch einen massiven
Abschnitt unterbrechen, der jedoch keine regefrechte Querwand darstellt. Je größer
der Rohrinnendurchmesser ist, um so mehr entsteht statt der gewünschten Querwand
eine unförmige, das Rohr lediglich mehr oder weniger verstopfende Masse. Bei sehr
weiten Rohren ist schließlich nicht einmal mehr ein Abschluß des Rohres gewährleistet.
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Zur Behebung dieser Nachteile wurde daher auch schon vorgeschlagen,
dem Spritzkopf der Strangpresse ein besonderes Spritzaggregat nachzuordnen, welches
in dem soeben extrudierten, noch etwas warmplastischen Rohr oder auch offenen Profilkörper
nachträglich die Querwände einspritzt. Während des Einspritzens der Querwände soll
das zusätzliche Spritzaggregat neben oder über dem extrudierten Strang in dessen
Geschwindigkeit mitlaufen.
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Das Einspritzen der Querwände in geschlossene Rohre soll durch Einspritzhohlnadeln
erfolgen, die von mehreren Seiten her durch die noch weiche Rohrwand hindurchgestochen
werden und den schmelzflüssigen Kunststoff aus einem Spritzzylinder zuführen.
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Auch hierbei ist es nicht möglich, exakte glatte Querwände zu erzielen,
wenngleich ein sicherer Abschluß auch bei weiten Rohren erreichbar ist.
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Beim Einspritzen von Querwänden in rinnenartige Profile soll dem
mitlaufenden Spritzaggregat noch eine vorzugsweise aus zwei Hälften bestehende,
in das Profil einschwenkbare Form zugeordnet sein, die die Herstellung glatter Querwände
gewährleistet.
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Auch dieses Verfahren hat für die Praxis erhebliche Nachteile. Der
wesentlichste Nachteil ist, daß die Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens
sehr kompliziert und daher auch störungsanfällig sind.
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Bei der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
setzt die Erfindung einen Querspritzkopf mit einem den Dorn koaxial zur Düse durchsetzenden
Kanal als bekannt voraus.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Herstellen von Rohren, rinnenartigen Profilen oder dergleichen
Strangkörpern mit Querwänden aus Kunststoff zu entwickeln, wobei die vorbeschriebenen
Mängel beseitigt sind. Das Verfahren soll so sein, daß es mit einfachen Vorrichtungen
in sicherer Arbeitsweise durchführbar ist und zu ganz einwandfreien Erzeugnissen
führt. Dabei soll ein und dieselbe Vorrichtung, soweit sie sich auf die Anlage im
großen und ganzen und nicht auf Formwerkzeuge bezieht, sowohl für die Herstellung
von Rohren mit quergeteiltem Hohlraum als auch für die Herstellung von rinnenartigen
Profilkörpern mit Querwänden verwendbar sein.
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Es gehört ferner zur Aufgabe der Erfindung, das Verfahren und die
Vorrichtung so zu erschaffen, daß den Querwänden sowohl in den Rohren als auch in
offenen Profilen eine ganz bestimmte Gestalt gegeben werden kann, z. B. eine profilierte
Wandfläche oder genau vorbestimmte Wanddurchbrüche.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren vor,
dessen wesentlichste Merkmale darin bestehen, daß die Querwände als vorgefertigte
Formteile durch den Spritzkopf hindurch in den soeben aus der Spritzkopfdüse kommenden
Strangkörper hineingeschoben und mit der vorzugsweise noch warmen Innenfläche des
Strangkörpers fest verbunden werden.
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Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß jeweils unmittelbar nach dem Einsetzen einer Querwand in den Strangkörper ein
an den Kantenflächen der Querwand angeordneter elektrisch erhitzter Draht unter
Strom gesetzt wird, bis der Kunststoff erweicht und der Rand der Querwand mit der
Innenfläche des Strangkörpers fest
verschmolzen ist. Eine erfindungsgemäße
Abwandlung des Verfahrens besteht darin, daß jeweils zwei Querwände, die in geringem
Abstand voneinander durch dünne Vebindungsstege zu einer Einheit zusammengehalten
sind, in bestimmten Abständen gemeinsam in den aus der Spritzkopfdüse kommenden
Profilstrang eingesetzt werden und daß der Profilstrang nach dem Erstarren des Kunststoffes
jeweils zwischen zwei zusammenhängenden Querwänden durchgetrennt wird.
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Die wesentlichsten Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens bestehen darin, daß bei Verwendung einer Strangpresse
mit Quer- oder Schrägspritzkopf, welcher einen Dorn mit einem koaxial zur Düse angeordneten,
durch den Dorn hindurchführenden Kanal aufweist, dessen Innenquerschnitt mindestens
dem Innenquerschnitt des ausgepreßten Strangkörpers entspricht, auf der der Düse
gegenüberliegenden Seite des Spritzkopfes eine Einrichtung zum Einschieben der Querwände
durch den Spritzkopf hindurch in den Strangkörper angeordnet ist.
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Zweckmäßigerweise ist die Mündung der Spritzkopfdüse gegen die Düsenachse
hin geneigt.
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Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
daß der Einführungskanal des Spritzkopfes mit einer feinen und flachen, schraubenlienienförmigen
Riefung versehen ist, deren Steigung mindestens eine halbe Umdrehung ausmacht. Eine
weitere Vervollkommnung besteht darin, daß die Einrichtung zum Einschieben der Querwände
in den Strangkörper aus einem vorzugsweise mit Druckmitteln beaufschlagten Kolbentrieb
besteht, dessen Schubstange durch den Spritzkopf hindurch bewegbar angeordnet und
mit einem Kopf versehen ist, der eine Einrichtung zum Festhalten der Querwände für
die Zeit des Einschiebens trägt, und daß die Schubstange zwecks Aufnahme von Leitungen
als Rohr ausgebildet ist. Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht darin, daß zwischen der Spritzkopfrückwand und der hinteren Endpunktlage
des Schubstangenkopfes ein Magazin zur Bereithaltung einer größeren Anzahl von Querwänden
angeordnet ist, welches nach vollendeter Rücklaufbewegung der Schubstange eine Querwand
zum Einschieben freigibt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist an Hand einer sie beispielsweise
wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Horizontalschnitt
durch das Auspreßende einer Schneckenpresse mit dem Querspritzkopf und der Einrichtung
zum Einsetzen der Querwände, F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Durchlaufachse
des Spritzkopfes mit Zusatzeinrichtungen, F i g. 3 einen Horizontalschnitt durch
den Schieberkopf in größerer- Darstellung, F i g. 4 einen Rohrabschnitt mit eingesetzter
Querwand im Schnittbild.
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An eine Schneckenpresse 1 ist ein sogenannter Querspritzkopf 2 angeschlossen,
der von einem koaxial zur Düse verlaufenden Kanal 3 durchsetzt ist.
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Dieser Kanal 3 ist auswechselbar an dem Spritzkopfgehäuse befestigt.
Sein Innenquerschnitt entspricht jeweils dem Innenquerschnitt des ausgepreßten Strangkörpers
4 unmittelbar hinter der Spritzkopfdüse 5, in deren Ebene auch die Mündung des Kanals
liegt. Die Düsenöffnung wird innenseitig von dem
äußeren Rand der Mündung des Kanals
3 und außenseitig von einem entsprechend geformten Durchbruch in einer am Querspritzkopf
2 ebenfalls auswechselbar befestigten Düsenplatte 6 begrenzt. Damit der Innenquerschnitt
des ausgepreßten Strangkörpers 4 nicht größer wird als der des Kanals 3, ist die
Düsenmündung gegen die Strangkörperachse hin geneigt.
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Dem Querspritzkopf 2 sind auf der Auspreßseite die üblichen, in der
Zeichnung nicht dargestellten Einrichtungen zum Kalibrieren, Kühlen und Abziehen
des Strangkörpers nachgeordnet.
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Auf der gegenüberliegenden Seite des Querspritzkopfes 2 ist eine
Einrichtung zum einzelnen Einsetzen von Querwänden 7 in den laufenden Strangkörper
angeordnet. Diese Einrichtung besteht im wesentlichen aus einer in Auspreßrichtung
durch den Querspritzkopf 2 hindurch vor und zurück bewegbaren Schubstange 8 in Form
eines Stahlrohres, deren Kopf 9 als Saug-Haftkopf ausgebildet und zu diesem Zweck
mit einer einwärts gewölbten Haftscheibe 10 aus weichem Gummi od. dgl. versehen
ist. Der durch die Wölbung der Haftscheibe 10 gebildete Hohlraum des Schubstangenkopfes
9 ist über eine Rohr- oder Schlauchleitung 11, die zweckmäßigerweise durch den Schaft
der Schubstange 8 hindurchgeführt ist, mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten
Unterdruckerzeuger verbunden. Diese Leitung 11 wird am Schubstangenkopf 9 durch
einen Ventilkegel 11 a abgeschlossen, dessen Spitze aus dem Schubstangenkopf 9 axial
herausragt. Derselbe ist durch einen Seilzug 11 b gegen die Wirkung einer Federllc
zurückziehbar in der Mündung der Leitung 11 gelagert.
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Des weiteren ist durch die Schubstange 8 eine Stromleitung 12 in
den Schubstangenkopf 9 geführt, wo ihre beiden Adern in Kontaktzapfen 12 a enden,
die einander diametral gegenüberliegend stirnseitig aus dem Schubstangenkopf 9 a
am Rand der Haftscheibe 10 herausragen.
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Die Querwände 7 sind an ihrer zylindrischen Randfläche mit einer
feinen, schraubenlinienförmig mehrmals herumlaufenden Rille versehen, in die ein
elektrischer Heizdraht 7 a eingelegt ist. Dessen beide Enden sind als Kontaktflächen
7 b ausgebildet, die einander diametral gegenüberliegend genausoweit voneinander
entfernt angeordnet sind wie die Kontaktzapfen 12 a der Stromleitung 12 am Schubstangenkopf
9.
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Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich um
die Herstellung eines Rohres mit Querwänden. Die Querwände sind also kreisrund.
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Dieses macht besondere Vorkehrungen erforderlich, um zu gewährleisten,
daß die Kontakffiächen 7b der Querwände auch tatsächlich mit den Kontaktzapfen 12a
am Schieberkopf 9 in Verbindung kommen. In diesem Fall bestehen die entsprechenden
Vorkehrungen einmal darin, daß der Kanal 3 des Querspritzkopfes 2 innen mit einer
feinen, flachen, sich schraubenlinienförmig windenden Riefung versehen ist, deren
Windung mindestens eine halbe Umdrehung ausmacht. Seine lichte Weite ist so bemessen,
daß die Querwände locker darin gleiten können.
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Zum andern ragt der Zapfen des Ventilkegels 11 a bei geschlossenem
Ventil ein kleines Stück über die vordere Ebene des Schubstangenkopfes 9 hinaus.
Dadurch können sich die Querwände, die bei geschlossenem Ventil nur an dem Zapfen
des Ventilkegels
11 a anliegen, ohne nennenswerten Reibungswiderstand
vor dem Schieberkopf 9 drehen. Schließlich weisen die Querwände 7 unmittelbar neben
den Kontaktflächen 7 b in Drehrichtung jeweils auf der gleichen Seite eine Anschlagnase
7c auf.
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Für die Bewegung der Schubstange 8 ist ein über die Abzugsvorrichtung
(in der Zeichnung nicht dargestellt) gesteuerter, mit Druckmitteln betätigter Kolbentrieb
13 vorgesehen, dessen Kolbenstange von dem rückwärtigen Teil der Schubstange 8 gebildet
wird.
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Zwischen der Rückwand des Querspritzkopfes 2 und der hinteren Endpunktlage
des Schubstangenkopfes 9 ist ein Magazinl4 für die Bereithaltung einer größeren
Anzahl von Querwänden angeordnet, welches jeweils nach vollendeter Rücklaufbewegung
der Schubstange 8 eine Querwand aus seinem Vorrat zum Einschieben in den Strangkörper
freigibt.
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Die Arbeitsweise mit der hier beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung
ist folgendermaßen: Man füllt das Magazin 14 mit vorgefertigten Querwänden und fährt
den Strangkörper 4, in diesem Fall ein Rohr, an. Wenn das Rohr in der gewünschten
Qualität läuft, wird die Einrichtung 8 bis 13 zum Einsetzen der Querwände 7 in Gang
gesetzt, indem man die in Abhängigkeit von der Abzugsvorrichtung arbeitende und
zuvor auf ein bestimmtes Arbeitsintervall eingestellte Steuereinrichtung für den
Kolbentrieb 13 zur Bewegung der Schubstange 8 einschaltet. Der sich nun gegen den
Querspritzkopf 2 hin bewegende Schubstangenkopf 9 stößt zunächst mit dem Ventilkegellla
gegen die in dem Magazin 14 zu unterst befindliche Querwand 7 und schiebt diese
vor sich her durch den Kanal 3.
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Dabei dreht sich die Querwand 7 unter der Wirkung der schraubenförmig
gewundenen Riefung auf der Kanalinnenfläche vor dem Ventilkegellla, bis die Anschlagnasen
7 c gegen die am Schubstangenkopf befindlichen Kontaktzapfen 12 a stoßen. Danach
folgt die Querwand nicht mehr den gewundenen Riefen in dem Kanal 3, sondern sie
wird gegen eine weitere Drehung festgehalten. Da die Riefung flach gehalten ist
und die Querwand locker in dem Kanal gleitet, ist ein Überschleifen ohne Störung
möglich. Wenn die Schubstange 8 bei ihrer Vorwärtsbewegung einen bestimmten Punkt
passiert, bleibt der Ventilkegel 11 a gegenüber dem Schubstangenkopf 9 zurück. Dabei
wird die in die Höhlung der Haftscheibe 10 mündende Rohrleitung 11 zu dem Unterdruckerzeuger
geöffnet, und gleichzeitig kann sich die Querwand 7 gegen die Haftscheibe 10 legen,
wo sie durch den dort entstehenden Unterdruck augenblicklich festgehalten wird.
Sobald die Querwand 7 bis in das aus der Spritzkopfdüse 5 kommende Rohr 4 vorgeschoben
ist, wird die Bewegung der Schubstange 8 verlangsamt, bis sie derjenigen des ausgepreßten
Rohres gleich ist. Gleichzeitig wird der Heizdraht 7 a unter Strom gesetzt. Durch
die augenblicklich einsetzende Erhitiung wird der Kunststoff sowohl am Rand der
Querwand 7 als auch an der betreffenden Stelle des Rohres 4 erweicht und zum Verschmelzen
gebracht. Nach genügend langer Einwirkung des erhitzten Drahtes 7a wird der Strom
abgeschaltet, die Haftscheibe 10 durch die Rohrleitung 11 belüftet, so daß sie sich
von der Querwand 7 lösen kann, und die Schubstange 8 zurückgefahren. Danach kann
sich der Vorgang mit einer neuen, aus dem Magazin 14 nachgerückten Querwand wiederholen.
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Abgesehen davon, daß die Anwendung der Erfindung auf die Herstellung
von rinnenartigen Profilkörpern mit Querwänden, z. B. Abdeckwannen für Langfeldleuchten,
eine in bestimmten Einzelheiten, wie Spritzkopf und Schubstangenkopf, abweichende
Vorrichtung erfordert, ist die Anwendung der Erfindung auch auf die Herstellung
von Rohren mit Querwänden nicht auf die Verwendung einer solchen Ausführungsform
der Vorrichtung beschränkt, wie sie vorstehend beschrieben worden ist. So kann beispielsweise
für das Festhalten der Querwände am Schubstangenkopf statt der Saug-Haftscheibe
auch eine magnetisch oder rein mechanisch wirkende Haltevorrichtung verwendet werden.
Dies ist dann sogar notwendig, wenn die einzusetzenden Querwände Durchbrüche aufweisen,
so daß ein Festsaugen nicht möglich ist.
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Bei kreisrunden Querwänden, die in Rohrkörper einzusetzen sind, können
die Kontaktflächen 7 b auch als einander diametral gegenüberliegende Halbkreis-Ringflächen
ausgebildet sein, die durch radial stehende keilförmige Vorsprünge der Querwände
voneinander getrennt sind. Wenn dementsprechend auch die Kontaktzapfen 12a in gleicher
Weise keilförmig sind, erübrigt sich eine Einrichtung zum Drehen der Querwände,
um eine Verbindung zwischen den Kontaktzapfen 12 a und den Kontaktzapfen 7b sicherzustellen.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen,
daß für die Betätigung der Saug-Haftscheibe ein besonderer Unterdruckerzeuger vorgesehen
ist, mit dem der Schubstangenkopf durch eine Rohr- oder Schlauchleitung verbunden
ist. Es kann jedoch der für das Ansaugen der Saugscheibe erforderliche Unterdruck
durch die Schubstange selbst erzeugt werden, wenn deren Schaft als eine Art Luftpumpe
ausgebildet ist. Dabei bildet der Schubstangenschaft den Luftpumpenzylinder, der
durch den Kolbentrieb gegen den Spritzkopf hin bewegt wird. In dem Schubstangenschaft
ist dann ein Kolben anzuordnen, der stationär festgehalten wird. So entsteht bei
der Bewegung der Schubstange gegen den Spritzkopf hin, solange das Ventil im Schubstangenkopf
geschlossen ist, in dem Schubstangenschaft selbst ein Unterdruck, der auch in die
Höhlung der Saugscheibe übergreift, sobald diese an eine Querwand angedrückt und
das Ventil im Schubstangenkopf geöffnet wird.
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Der Unterdruck kann durch ein an geeigneter Stelle angeordnetes Ventil
ausgeglichen werden, so daß sich die Saugscheibe von der eingesetzten Querwand lösen
und die Schubstange zurückgefahren werden kann.