DE1303015B

DE1303015B - T-förmiges Breitschlitzdüsenwerkzeug für insbesondere thermoinstabile Kunststoffe verarbeitende Extruder

Info

Publication number: DE1303015B
Application number: DED40433A
Authority: DE
Inventors: Arno Dr. 5210 Troisdorf; Kieefiseh Karl-Heinz Dipl.-Ing. 5205 St. Augustin; Görmar Helmut Dipl.-Ing. Dr. 5210 Troisdorf Achterberg
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1962-12-04
Filing date: 1962-12-04
Publication date: 1972-05-31
Also published as: US3344473A

Description

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Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein T-förmiges Breitschlitzdüsenwerkzeug für insbesondere thermoinstabile Kunststoffe verarbeitende Extruder mit einem axialen Einspeisekanal, mit einer an diesen anschließenden Kanalverbreiterung, die den plastizierten Kunststoff sowohl nach den beiden Seiten hin als auch in Eintrittsrichtung verteilt, und mit einer anschließenden in das Flache übergehenden Vorlaufzonc. die in den dem Profil des Werkstückes tntsprechenden Austrittsspalt (Lippenzone) übergeht, tvobci zur gleichmäßigen Verteilung des plastizierten Kunststoffes über die gesamte Werkzeugbreite mittig in die Vorlaufzone eine Verengung derart eingreift, daß der Kunststoff den Austrittsspalt in der ganzen Breite mit gleicher Geschwindigkeit verläßt. Ein derartiges Breitschlitzdüsenwerkzeug ist bereits bekannt.

Bei der Extrusion von thermoinstabilen Kunststoffen, wie z. B. weichmacherfreiem Polyvinylchlorid, zu Platten bzw. Bahnen in Schneckenstrangpressen mit derart ausgebildetem Breitschlitzdüsenwerkzeug treten dennoch oft schon nach kurzer Zeit nach dem Anfahren der Anlage Brandstellen oder Brandstreifen in der extrudieren Bahn auf, die damit unbrauchbar ist

Aufgabe der Erfindung ist es, diese in Breitschlitzdüsenwerkzeugen trotz eingebauter Verdrängerkörper in der Vorlaufzone zur Vergleichmäßigung des Masseflusses immer wieder auftretende, thermisch bedingte Zersetzung des Kunststoffs zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Breitschlitzdüsenwciczeug der eingangs geschilderten Bauart dadurch gelöst, daß im Bereich der Kanalverbreiterung die senkrecht zu den Stromlinien gemessenen Strömungsquerschnitte nicht größer sind als der Strömungsquerschnitt im Einspeisekanal.

Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausbildung der Kanalverbreiterung wird erreicht, daß die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Kunststoffes im Bereich der Kanalverbreiterung praktisch nicht kleiner ist als vor oder hinter der Kanalverzweigung. Üblicherweise ist nämlich der senkrecht zu den Stromlinien gemessene Strömungsquerschnitt im Bereich der Kanalverbreiterung erheblich größer als der des Eintrittskanals oder der Kanäle hinter der Kanalverbreiterung. Das hatte zur Folge, daß die mittlere Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Kanalverbreiterung erheblich niedriger als die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Materials vor oder hinter der Kanalverzweigung ist. Die thermische Zersetzung von beispielsweise Polyvinylchlorid wird hierdurch unter Salzsäureabspaltung und Braun- bis Schwarzfärbung begünstigt. Unter der mittleren Strömungsgeschwindigkeit ν wird die pro Zeiteinheit auf den Strömungsquerschnitt / bezogene Durchflußmenge q verstanden,

also ν=-,-.

Bei Verwendung des erfindungsgemäß ausgebildeten Breitschlitzdüsenwerkzeuges treten thermische Zersetzungserscheinungen auch nach langen Laufzeiten der Anlage nicht mehr auf. Das Breitschlitzdüsenwerkzeug zeigt nach dem Öffnen, d. h. Trennen von Oberteil und Unterteil, keine Brandansätze mehr auf.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann beispielsweise im Bereich der Kanalvcrbreiterung ein etwa keilförmiges Formteil mit abgerundeten Ecken angeordnet sein. Das Werkzeug kann aber auch so ausgebildet sein, daß der Einspeisekanal in zwei Querkanälen mündet, wobei im Bereich der Kanalverbreiterung die Kanäle flaschenhalsähnlich verengt sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele mit den Merkmalen der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. I den prinzipiellen Aufbau eines T-förmigen Breitschlitzdüsenwerkzeuges,

Fig. 2 ausschnittweise in vergrößertem Maßstab die Zone der T-förmigen Kanalvcrbreiterung als Aufsicht auf das Unterteil des Breitschlitzdüsenwerkzeuges,

F i g. 3 das Breitschlitzdüsenwerkzeug mit Oberteil 8 und Unterteil 9, im Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 2,

F i g. 4 das Unterteil des Breitschlitzdüsenwerkzeuges im Schnitt entlang der Linie C-D in F i g. 2,

Fi g. 5 das Unterteil des Breitschlitzdüsenwerkzeuges im Schnitt entlang der Linie E-F in F i g. 2,

F i g. 6 eine weitere Ausführungsform der Zone der T-förmigen Kanalverbreiterung.

Der prinzipielle Aufbau des T-förmigen Breitschlitzdüsenwerkzeuges 10 für Ktinststoffextruder ist in der Fig. I dargestellt. Tn den Einspeisckanal 11 tritt der Thermoplast in Strömlingsrichtung 15 ein. Im Bereich der T-förmigen Kanalverbreiterung 12 wird der Thermoplast in die seitlichen Querkanäle 2, 3 in Strö-

mungsrichtung 16 umgeleitet und gelangt aus den Querkanälen 2, 3 durch erneute Umlenkung in der Strömungsrichtung 17 in die Vorlaufzone 13. Der gleichmäßigen Verteilung des Thermoplasten über die ganze Werkzeugbreite dient die Vorlaufzone 13. Zur gleichmäßigen Verteilung des Thermoplasten über die ganze Werkzeugbreite ist die Vorlaufzone 13, im Querschnitt gesehen und hier nicht näher dargestellt, inittig verengt ausgebildet, so daß der Thermoplast den AustrittsspaU 14 des Breitschlitzdüsenwerkzeuges 10 über die ganze Breite mit gleicher Strömungsgeschwindigkeit 18 verläßt. In die Zone der Kanalverbreiterung 12 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, das Formteil 4 zur Veränderung des Strömungsquerschnittes eingelegt.

In der Fig. 2 ist die Kanalverbreiterung 12 im Ausschnitt als Aufsicht auf das Unterteil 9 des Breitschlitzdüsenwerkzeuges 10 dargestult. Es bedeutet 11 den Einspeisekanal, 2 und 3 die Qvierkanäle, 4 den keilförmigen Formteil, 5,6,7 die abgerundeten Ecken at des Formteiles 4. Die gestrichelte Linie bezeichnet einen senkrecht zu den Stromlinien verlaufenden Strömungsquerschnitt /,

Die Anordnung eines derart ausgebildeten Formteiles 4 in dem Strömungsquerschnitt der_ Kanalverbreiterung 12 hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen Die Kanten und Vorsprünge des sich zum Austrittsspalt 14 hin verbreiternden und ansteigenden Formkeiles 4 sind aus strömungstechnischen Gründen abgerundet. Das Formteil 4 ragt nut je einem der der drei abgerundeten Ecken 5,6,7 m den Einspeisekanal 1 und in die Querkanäle 2 und 3 hinein Durch diesen keilförmigen, beispielsweise aus Metall bestehenden Formteil 4 wird erreicht, daß der Stromungsquerschnitt im Bereich der Kanalverbreiterung 12 praktisch nicht größer ist als der Strömungsquerschnitt vor oder hinter diesem Bereich.

Fie 6 zeiet eine weitere Ausfuhrungsform der Kanalverbreiterung 12 des Breitschlitzdüsenwerkzeuges 10 in der Aufsicht auf das Unterteil 9, analog nach

Der Einspeisekanal 11 und die Querkanäle 2,3 sind im Bereich der Kanalverbreiterung 12 flaschenhaU-, ähnlich verengt. Auf diese Weise wird ebenfalls erreicht, daß die senkrecht zu den Stromlinien gemessenen Strömungsquerschnitte im Bereich der Kanalverbreiterung 12 nicht größer sind als im Ρ.-πςη^.-kanal 11.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. T-förmiges Breitschlitzdüsenwerkzeug für insbesondere thermoinstabile Kunststoffe verarbeitende Extruder mit einem axialen Einspeisekanal, mit einer an diesen anschließenden Kanalverbreiterung, die den plastizierten Kunststoff sowohl nach den beiden Seiten hin als auch in η Eintiittsrichtung verteilt, und mit einer anschließenden, in das Flache übergehenden Vorlaufzone, die in den dem Profil des Werkstückes entsprechenden Austrittsspalt (Lippenzone) übergeht, wobei zur gleichmäßigen Verteilung des plastizierten Kunststoffes über die gesamte Werkzeugbreite mittig in die Vorlaufzone eine Verengung derart eingreift, daß der Kunststoff den Austrittsspalt in der ganzen Breite mit gleicher Geschwindigkeit verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kanalverbreiterung die senkrecht zu den Stromlinien gemessenen Strömungsquerschnitte nicht größer sind als der Strömungsquerschnitt im Einspeisekanal (1 bzw. 11).

2. T-förmiges Breitschlitzdüsenwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kanalverbreiteru^g ein etwa keilförmiges Formteil (4) mit abgerundeten Ecken (5, 6, 7) angeordnet ist.

3. T-förmiges Breitschlitzdüsenwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspeisckanal (1) in zwei Querkanälen (2, 3) mündet, wobei im Bereich der Kanalverbreiterung (12) die Kanäle (1, 2, 3) flaschenhalsähnlich verenst sind.