DE1529819B2 - Vorrichtung zum Strangpressen, insbesondere zum Verspinnen thermo plastischer Schmelzen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Strangpressen, insbesondere zum Verspinnen thermoplastischer Schmelzen, mit einer Zuführungseinrichtung, einer in einer Halterung auswechselbar angeordneten Düsenplatte und einem vorspannbaren, für den Schmelzedurchgang durchbohrten Kolben, dessen der Dichtfläche zugewandte Stirnseite eine wesentlich kleinere Fläche aufweist als die im Betrieb dem Schmelzedruck ausgesetzte Gegenseite.

Die beim Strangpressen, insbesondere beim Spinnen von thermoplastischen Fäden zu verarbeitende Schmelze gelangt meist unter sehr hohem Druck zu den Austrittswerkzeugen, d. fr. zu den Werkzeugpaketen bzw. Spinndüsenpaketen. Dieser hohe Druck erfordert eine sichtbare Abdichtung der Anschlußstellen zwischen den Zuführungseinrichtungen und den Austrittswerkzeugen.

Bei einer bekannten Abdichtung der Anschlußstellen werden die Düsen-, Loch-, Filter- und Siebplatten sowie andere Werkzeugelemente zu einem Paket zusammengefaßt und nach dem Zwischenlegen entsprechender Dichtungsringe mittels einer Schraubenverbindung an der Schmelze-Zuführungseinrichtung befestigt. Das Paket kann dabei mittels mehrerer Schrauben (deutsche Auslegeschrift 1 096 594) oder mit einer Art Überwurfmutter (schweizerische Patentschrift 201 920) an der Schmelze-Zuführungseinrichtung befestigt werden. Eine andere Lösung (deutsches Gebrauchsmuster 1 817 561) sieht vor, einen Spinneinsatz nach dem Zwischenlegen eines Dichtringes in den Düsenboden einzuschrauben. All diese Anordnungen haben den Nachteil, daß das Auswechseln des Werkzeugs sehr umständlich und zeitraubend ist. Außerdem kann das ungleichmäßige Anziehen der Schrauben zu ungleichmäßiger Dichtungskraft und damit zu unterschiedlicher Dichtwirkung am Umfang der Dichtflächen führen. Schließlich wirkt der das Werkzeug beaufschlagende Schmelzedruck der Dichtkraft entgegen. Die Folge ist, daß häufig Schmelze an den Anschlußstellen des Werkzeugs austritt und die Funktion der betreffenden Arbeitsstelle gefährdet.

Um zu verhindern, daß der Schmelzedruck der Schrauben- und Dichtkraft an den Verbindungsstellen der Werkzeugelemente entgegenwirkt, ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Düsenelemente als für den Schmelzedurchgang durchbohrte Kolben auszubilden, deren der Dichtfläche zugewandte Stirnseite eine wesentlich kleinere Fläche aufweist als die im Betrieb dem Schmelzedruck ausgesetzte Gegenseite (schweizerische Patentschriften 201920, 323 56jL). Hierbei wird der Druck der plastischen Masse zur Flächenpressung an den Dichtungsstellen benutzt. Die kolbenähnlichen Elemente können dabei in einem zylinderförmigen Gehäuse axial beweglich geführt sein (schweizerische Patentschrift 323 561).

Auch ist es bekannt, die Dichtung zwischen den Düsenelementen durch Federelemente provisorisch vorzunehmen, bis der Schmelzedruck die endgültige Abdichtung übernimmt (schweizerische Patentschrift 201920; deutsche Patentschrift 1030 011).

Um das Auswechseln des Werkzeugs einf acher und schneller durchführen zu können, sind auch bereits Schnellverschluß-Konstruktionen vorgeschlagen worden, welche das Aufsetzen der Halteplatte mittels einer Bajonettsteckverbindung (deutsche Auslegeschrift 1 096 594) bzw. das Einschieben des Düsenpaketes in eine spezielle Halterung (französische Patentschrift 1135 174) vorsehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für das Ausstoßende einer Strangpresse, insbesondere einer Spinnvorrichtung zur Herstellung thermoplastischer Fäden zu entwickeln, die bei leichter Auswechselbarkeit des Werkzeuges dieses zuverlässig dicht mit der Zuführungseinrichtung verbindet. Hierbei soll in erster Linie die Dichtung zwischen dem auswechselbaren Teil und dem Rest der Strangpreßbzw. Spinnvorrichtung in axialer Richtung sichergestellt werden. Weiterhin soll aber auch dafür gesorgt werden, daß eine radiale Abdichtung erfolgt, welche verhindert, daß ein Teil der unter Druck stehenden Schmelze in den Zwischenraum zwischen den kolbenförmigen Düsenelementen und dem zylinderförmigen Gehäuse gelangt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die von einem Werkzeugfutter umgebene Düsenplatte unter Bildung einer Dichtfläche zwischen einem Zuführungskanal und dessen Umgebung an die Zuführungseinrichtung angeschlossen ist und daß an der Gegenseite des im Zuführungskanal oder im Werkzeugfutter axial bewegbar angeordneten Kolbens ein unter der Wirkung des Schmelzedruckes axial und radial abdichtendes Vorspannelement angeordnet ist.

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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird es nahezu spannungslos. Beim Einschieben des Werkmöglich, durch das Vorspannelement vor dem Wirk- zeugfutters 11 zwischen die parallelen Führungsschiesamwerden des Schmelzedrucks die Anschlußstelle nen 5 gleitet das Dichtelement 12 an der Anschräzwischen dem aus Düsenplatte und Werkzeugfutter gung 6 entlang, bis der Zuführungskanal 2 und die bestehenden auswechselbaren Düsenpaket und der 5 Kolbenbohrung 13 miteinander fluchten.
Zuführungseinrichtung in axialer Richtung wirksam In dieser Arbeitsstellung ist das Vorspannelement 9 abzudichten und bei ansteigendem Schmelzedruck entsprechend dem durch die Anschrägung 6 verkleieine ausreichende Dichtkraft in axialer und radialer nerten Abstand zwischen der Unterseite der Zufüh-Richtung zu erzielen. rungseinrichtung 1 und der Auflagefläche des Werk-

Das Vorspannelement ist in einer bevorzugten io zeugfutters 1 auf dem Werkzeughalter 3 nach unten Ausführungsform an seinem inneren Umfang mit dem durchgewölbt und damit gespannt, so daß das Dicht-Kolben und an seinem äußeren Umfang mit der Du- element 12 gegen die an dieser Stelle zur oberen senplatte fest und schmelzedicht verbunden. Diese ringförmigen Stirnfläche des Kolbens 10 planparallele bevorzugte Ausführungsform des Vorspannelements Fläche der Zuführungseinrichtung 1 gepreßt wird, gestattet es, auf den Kolben und damit auf die An- 15 An Stelle des mit den Werkzeugelementen fest verschlußstelle, welche entweder zwischen der Zufüh- bundenen membranförmigen Vorspannelements kann rungseinrichtung und dem Kolben oder zwischen auch ein anderes Vorspannelement, z. B. eine Tellerdem Kolben und dem Düsenelement liegt, die nötige feder, die nötige Vorspannung aufbringen. Dann wird Vorspannung aufzubringen, um beim Eintritt der aber noch zusätzlich eine Dichtung benötigt, die den Schmelze in das Werkzeug diese Stelle genügend ab- 20 Ringspalt zwischen dem Kolbenmantel und dem zudichten. Zugleich dichtet es in radialer Richtung Werkzeugfutter abschließt,
absolut schmelzedicht ab. In der Vorrichtung gemäß Fig. 2 wird die Vor-

Vorzugsweise ist das Vorspannelement topfförmig spannung des Kolbens 10 gegen die Dichtstelle durch

ausgebildet und derart zwischen dem Kolben und der eine Tellerfeder 15 bewirkt. Die Kammer vor der .;

Düsenplatte bzw. zwischen dem Kolben und dem 25 Düse wird von den Dichtungen 16 und 17 abgeschlos-^*

Stützelement liegenden Raum eingelegt, daß seine sen. Die Dichtwirkung beider Ringe wächst mit stei-

Bodenfläche an der Gegenseite des Kolbens anliegt, gendem Schmelzedruck.

während sein hochgezogener äußerer Rand an der Bei den in F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrich-

Düsenplatte bzw. an dem Stützelement anliegend ab- tungen geht die plastische Masse zunächst durch die

gestützt ist. 30 Anschlußstelle zwischen der Zuführungseinrichtung 1

Die Erfindung wird an Hand einiger in der Zeich- und dem Kolben 10. Vor der Düsenplatte 7 baut sich

nung dargestellter Ausführungsbeispiele näher er- in der Masse ein Druck auf, der dann über den KoI-

läutert. Darin ist ben 10 als Dichtkraft an der Anschlußstelle wirkt.

F i g. 1 der Schnitt durch Zuführungseinrichtung Gemäß F i g. 3 nimmt die Zuführungseinrichtung 1

und Werkzeug einer Spinnstelle beliebigen Grund- 35 den Kolben 10 auf. Zwischen dem Kolben 10 und

risses unter Verwendung eines membranförmigen dem Stützelement 21 ist das topfförmig ausgebildete

Verspannungselements, Vorspannelement 20 eingesetzt. Infolge der Elastizität

F i g. 2 der Schnitt durch eine ähnliche Spinnstelle, dieses Vorspannelements 20 wird der Kolben an die

bei der eine Tellerfeder als Vorspannelement verwen- Düsenplatte 7 gepreßt. Bei Wirksamwerden des

det wird, 40 Schmelzedruckes legt sich das topfförmige Vorspann-

F i g. 3 den Schnitt durch ein beheiztes Strang- element 20 gegen die obere Stirnfläche des Kolbens

preßwerkzeug. 10 und gegen die innere Mantelfläche der Zuführungs-

Gemäß F i g. 1 besteht die Spinnstelle aus der einrichtung 1 an. Dadurch erfolgt eine gute Abdich-

Zuführungseinrichtung 1 mit dem Zuführungskanal 2 tung in radialer Richtung, so daß keine Schmelze in

und der Werkzeughalterung 3, die mit der Zufüh- 45 den Ringspalt zwischen dem äußeren Kolbenmantel

rungseinrichtung 1 eine Einheit bildet oder als selb- und dem Werkzeugfutter eintreten kann. Geschliffene

ständiges Bauteil mit diesem fest verbunden ist. Die Stirnflächen des Kolbens 10 und der Düsenplatte 7

Werkzeughalterung 3 weist eine Durchlaßöffnung 4 an der Anschlußstelle gewährleisten hier auch ohne

und zwei Führungsschienen 5 auf, von denen nur das Zwischenlegen eines besonderen Dichtelements

eine in der Darstellung zu sehen ist. 50 eine ausreichend gute Dichtung. Die Zuführungsein-

Die Unterseite der Zuführungseinrichtung 1 ist mit richtung 1 und der Werkzeughalter 3 sind in dieser einer Anschrägung 6 versehen. Die Düsenplatte 7 be- Ausführungsform mit einer Heizeinrichtung 24 versitzt eine Anzahl von Düsenöffnungen 8. Zur Auf- sehen.

nähme der Düsenplatte 7, des membranförmigen Auch die in F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrich-Vorspannelements 9 sowie des Kolbens 10 dient hier 55 tungen können so beheizt sein. Auf Grund der Flädas Werkzeugfutter 11. Außerdem ist dieses gleich- chenpressung zwischen der Düsenplatte 7, dem Werkzeitig die axiale Führung des Kolbens 10. Zwischen zeugfutter 11 und dem Werkzeughalter 3 erhält man der oberen Stirnseite des Kolbens 10 und der Unter- dann einen guten Wärmeübergang von den äußeren seite der Zuführungseinrichtung 1 ist ein Dicht- Heizstellen auch zur Düsenplatte 7.
element 12 angeordnet. 60 Wie die Ausführungsbeispiele zeigen, kann das

Der äußere Umfang des membranförmigen Vor- schnell auswechselbare Werkzeug nur aus der Düsen-

spannelements 9 ist mit der Düsenplatte 7, der innere platte 7 (Fig. 3) oder aber aus einem die Düsen-

Umfang mit dem Umfang der Bohrung 13 des KoI- platte 7 und weitere Werkzeugelemente aufnehmen-

bens 10 schmelzdicht verlötet oder verschweißt. In den Werkzeugfutter 11 (Fig. 1 und 2) bestehen,

die Ausdrehung 14 der Düsenplatte 7 können gegebe- 65 Die Zuleitung der Masse von der Zuführungsein-

nenfalls Filter- oder Siebplatten eingelegt werden. richtung zum Werkzeug kann so erfolgen, daß der

Vor dem Einsetzen des Werkzeuges in den Werkzeug- Eintritt in das Werkzeug an der Seite stattfindet, die

halter 3 ist das membranförmige Vorsparmelement 9 der Austrittsstelle des Produktes aus dem Werkzeug

entgegengesetzt liegt. Es ist jedoch auch möglich, die Anschlußstelle so anzuordnen, daß die Leitung der Masse im Werkzeug in einem Bogen zum Werkzeugaustritt hin verläuft.

Die im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Flächen der Zuführungseinrichtung, des Werkzeugfutters oder der Düsenplatte, also die an der Anschlußstelle liegenden Flächen, können angeschrägt sein, um das schnelle und leichte Aus wechseln der Teile zu fördern und durch die Keilwi: kung die Vorspannung des Vorspannelements zu be günstigen.

Liegen mehrere Strangpreßwerkzeuge in Reihe, s können für jedes Werkzeug separate Kolben oder fü mehrere Werkzeuge ein gemeinsamer Kolben vorge sehen sein.

Hierau 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Strangpressen, insbesondere zum Verspinnen thermoplastischer Schmelzen, mit einer Zuführungseinrichtung, einer in einer Halterung auswechselbar angeordneten Düsenplatte und einem vorspannbaren, für den Schmelzedurchgang durchbohrten Kolben, dessen der Dichtfläche zugewandte Stirnseite eine wesentlieh kleinere Fläche aufweist als die im Betrieb dem Schmelzedruck ausgesetzte Gegenseite, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Werkzeugfutter (11) umgebene Düsenplatte (7) unter Bildung einer Dichtfläche zwischen einem Zuführungskanal (2) und dessen Umgebung an die Zuführungseinrichtung (1) angeschlossen ist und daß an der Gegenseite des im Zuführungskanal (2) oder im Werkzeugfutter (11) axial bewegbar angeordneten Kolbens (10) ein unter der Wirkung des Schmelzedruckes axial und radial abdichtendes Vorspannelement (9; 15; 20) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannelement (9) an seinem inneren Umfang mit dem Kolben (10) und an seinem äußeren Umfang mit der Düsenplatte (7) fest und schmelzedicht verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannelement (20) topfförmig ausgebildet ist und derart in den zwischen dem Kolben (10) und der Düsenplatte (7) bzw. zwischen dem Kolben (10) und dem Stützelement (21) liegenden Raum eingelegt ist, daß seine Bodenfläche an der Gegenseite des Kolbens (10) anliegt, während sein hochgezogener äußerer Rand an der Düsenplatte (7) bzw. an dem Stützelement (21) anliegend abgestützt ist (F i g. 3).