DE1529819C - Vorrichtung zum Strangpressen, insbesondere zum Verspinnen thermo plastischer Schmelzen - Google Patents

Description

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. h. 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

ίο 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, 323 561).

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 einfacher und schneller durchführen zu können, sind auch bereits Schnellverschluß-Konstruktionen vorgeschlagen worden, welche das Aufsetzen der Halteplatte mittels einer Bajonettsteckverbindung (deutsche Auslegeschrift 1096 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 Zuf ührungskanal 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.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird es möglich, durch das Vorspannelement vor dem Wirksamwerden des Schmelzedrucks die Anschlußstelle zwischen dem aus Düsenplatte und Werkzeugfutter bestehenden auswechselbaren Düsenpaket und der Zuführungseinrichtung in axialer Richtung wirksam abzudichten und bei ansteigendem Schmelzedruck eine ausreichende Dichtkraft in axialer und radialer Richtung zu erzielen.

Das Vorspannelement ist in einer bevorzugten Ausführungsform an seinem inneren Umfang mit dem Kolben und an seinem äußeren Umfang mit der Düsenplatte fest und schmelzedicht verbunden. Diese bevorzugte Ausführungsform des Vorspannelements gestattet es, auf den Kolben und damit auf die Anschlußstelle, welche entweder zwischen der Zuführungseinrichtung und dem Kolben oder zwischen dem Kolben und dem Düsenelement liegt, die nötige Vorspannung aufzubringen, um beim Eintritt der Schmelze in das Werkzeug diese Stelle genügend abzudichten. Zugleich dichtet es in radialer Richtung absolut schmelzedicht ab.

Vorzugsweise ist das Vorspannelement topfförmig ausgebildet und derart zwischen dem Kolben und der Düsenplatte bzw. zwischen dem Kolben und dem Stützelement liegenden Raum eingelegt, daß seine Bodenfläche an der Gegenseite des Kolbens anliegt, während sein hochgezogener äußerer Rand an der Düsenplatte bzw. an dem Stützelement anliegend abgestützt ist.

Die Erfindung wird an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Darin ist

F i g. 1 der Schnitt durch Zuführungseinrichtung und Werkzeug einer Spinnstelle beliebigen Grundrisses unter Verwendung eines membranförmigen Verspannungselements,

F i g. 2 der Schnitt durch eine ähnliche Spinnstelle, bei der eine Tellerfeder als Vorspannelement verwendet wird,

F i g. 3 den Schnitt durch ein beheiztes Strangpreßwerkzeug.

Gemäß F i g. 1 besteht die Spinnstelle aus der Zuführungseinrichtung 1 mit dem Zuführungskanal 2 und der Werkzeughalterung 3, die mit der Zuführungseinrichtung 1 eine Einheit bildet oder als selbständiges Bauteil mit diesem fest verbunden ist. Die Werkzeughalterung 3 weist eine Durchlaßöffnung 4 und zwei Führungsschienen 5 auf, von denen nur eine in der Darstellung zu sehen ist.

Die Unterseite der Zuführungseinrichtung 1 ist mit einer Anschrägung 6 versehen. Die Düsenplatte 7 besitzt eine Anzahl von Düsenöffnungen 8. Zur Aufnahme der Düsenplatte 7, des membranförmigen Vorspannelements 9 sowie des Kolbens 10 dient hier das Werkzeugfutter 11. Außerdem ist dieses gleichzeitig die axiale Führung des Kolbens 10. Zwischen der oberen Stirnseite des Kolbens 10 und der Unterseite der Zuführungseinrichtung 1 ist ein Dichtelement 12 angeordnet.

Der äußere Umfang des membranförmigen Vorspannelements 9 ist mit der Düsenplatte 7, der innere Umfang mit dem Umfang der Bohrung 13 des Kolbens 10 schmelzdicht verlötet oder verschweißt. In die Ausdrehung 14 der Düsenplatte 7 können gegebenenfalls Filter- oder Siebplatten eingelegt werden. Vor dem Einsetzen des Werkzeuges in den Werkzeughalter 3 ist das membranförmige Vorspannelement 9 nahezu spannungslos. Beim Einschieben des Werkzeugfutters 11 zwischen die parallelen Führungsschienen 5 gleitet das Dichtelement 12 an der Anschrägung 6 entlang, bis der Zuführungskanal 2 und die Kolbenbohrung 13 miteinander fluchten.

In dieser Arbeitsstellung ist das Vorspannelement 9 entsprechend dem durch die Anschrägung 6 verkleinerten Abstand zwischen der Unterseite der Zuführungseinrichrung 1 und der Auflagefläche des Werkzeugfutters 1 auf dem Werkzeughalter 3 nach unten durchgewölbt und damit gespannt, so daß das Dichtelement 12 gegen die an dieser Stelle zur oberen ringförmigen Stirnfläche des Kolbens 10 planparallele Fläche der Zuführungseinrichtung 1 gepreßt wird.

An Stelle des. mit den Werkzeugelementen fest verbundenen membranförmigen Vorspannelements kann auch ein anderes Vorspannelement, z. B. eine Tellerfeder, die nötige Vorspannung aufbringen. Dann wird aber noch zusätzlich eine Dichtung benötigt, die den Ringspalt zwischen dem Kolbenmantel und dem Werkzeugfutter abschließt.

In der Vorrichtung gemäß Fig. 2 wird die Vorspannung des Kolbens 10 gegen die Dichtstelle durch eine Tellerfeder 15 bewirkt. Die Kammer vor der ,-Düse wird von den Dichtungen 16 und 17 abgeschlos-^ sen. Die Dichtwirkung beider Ringe wächst mit steigendem Schmelzedruck.

Bei den in F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen geht die plastische Masse zunächst durch die Anschlußstelle zwischen der Zuführungseinrichtung 1 und dem Kolben 10. Vor der Düsenplatte 7 baut sich in der Masse ein Druck auf, der dann über den Kolben 10 als Dichtkraft an der Anschlußstelle wirkt. Gemäß F i g. 3 nimmt die Zuführungseinrichtung 1 den Kolben 10 auf. Zwischen dem Kolben 10 und dem Stützelement 21 ist das topfförmig ausgebildete Vorspannelement 20 eingesetzt. Infolge der Elastizität dieses Vorspannelements 20 wird der Kolben an die Düsenplatte 7 gepreßt. Bei Wirksamwerden des Schmelzedruckes legt sich das topfförmige Vorspannelement 20 gegen die obere Stirnfläche des Kolbens 10 und gegen die innere Mantelfläche der Zuführungseinrichtung 1 an. Dadurch erfolgt eine gute Abdichtung in radialer Richtung, so daß keine Schmelze in den Ringspalt zwischen dem äußeren Kolbenmantel und dem Werkzeugfutter eintreten kann. Geschliffene Stirnflächen des Kolbens 10 und der Düsenplatte 7 an der Anschlußstelle gewährleisten hier auch ohne das Zwischenlegen eines besonderen Dichtelements eine ausreichend gute Dichtung. Die Zuführungseinrichtung 1 und der Werkzeughalter 3 sind in dieser Ausführungsform mit einer Heizeinrichtung 24 versehen.

Auch die in F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen können so beheizt sein. Auf Grund der Flächenpressung zwischen der Düsenplatte 7, dem Werkzeugfutter 11 und dem Werkzeughalter 3 erhält man dann einen guten Wärmeübergang von den äußeren Heizstellen auch zur Düsenplatte 7.

Wie die Ausführungsbeispiele zeigen, kann das schnell auswechselbare Werkzeug nur aus der Düsenplatte 7 (Fig. 3) oder aber aus einem die Düsenplatte? und weitere Werkzeugelemente aufnehmenden Werkzeugfutter 11 (F i g. 1 und 2) bestehen. Die Zuleitung der Masse von der Zuführungseinrichtung zum Werkzeug kann so erfolgen, daß der Eintritt in das Werkzeug an der Seite stattfindet, die 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 Auswechseln der Teile zu fördern und durch die Keilwirkung die Vorspannung des Vorspannelements zu begünstigen.

Liegen mehrere Strangpreßwerkzeuge in Reihe, so können für jedes Werkzeug separate Kolben oder für mehrere Werkzeuge ein gemeinsamer Kolben vorgesehen sein.

Hierzu 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 wesentlich 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).