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Vorrichtung zum Aufteilen eines Stromes aus thermoplastischem Kunststoff.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufteilen eines Stromes
aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise zur-Verteilung auf zwei oder mehr
Spritzköpfe, Spritzformen oder dgl.
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Es ist bereits bekannt, aus einer Schneckenpresse gleichzeitig zwei
oder mehr Vorformlinge zu extrudieren. Letztere weisen im allgemeinen einen ringförmigen
Querschnitt auf. Jedoch ist es auch möglich, Folien und Bänder auf diese Weise herzustellen.
Dabei wird bisher so verfahren, dass bei einer Aufteilung in zwei Materialströme
der aus der Schneckenpresse kommende Materialstrom hälftig unterteilt wird derart,
dass die Trennungslinie mit dem Durchmesser des im Querschnitt etwa kreisförmigen
Stromes zusammenfällt. Die beiden resultierenden Teilströme sind also an der Trennstelle
zueinander symmetrisch. Nach der Trennung fliessen die Teilströme im allgemeinen
jeweils in einen Kanal mit kreisförmigen Querschnitt weiter.
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Diese Art der Aufteilung eines Stromes aus thermoplastischem Material
ist mit erheblichen Nachteilen verbunden. Insbesondere bleibt hierbei unberucksichtigt,
dass der ankommende, zu unterteilende Materialstrom über sein-en Querschnitt unterschiedliche
Temperaturen und ggf. auch unterschiedliche Grade der Homogenität aufweist. Die
Erfahrung hat
ezeigt, dass der Weg zwischen der Trennungsstelle
bis zur Spritzdüse nicht ausreicht, um diese Unterschiede im Materialstrom auszugliechen,
die sich in der Spritzdüse insbesondere über den Umfang der beiden Materialstromhälften
ausvrirkt. Hhzu kommt noch, dass bei der vorstehend beschriebenen Art der Teilung
im Anschluss an die Trennung in beiden resultierenden Strömen unterschiedliche Geschwindigkeiten
auftreten, und zwar derart, dass sich die Auswirkung dieser Geschwindigkeitsunterschiede
noch zu den unerwiinschten Wirkungen der Temperaturunterschiede hinzuaddiert.
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Zur Erzielung eines möglichst einwandfreien Endproduktes, sei es nun
der extrudierte Schlauchabschnitt,'sei es eine aus dem Schlauch hergestellte Flasche
oder dgl., muss das Material vor dem Austritt aus der Spritzdüse auf seinem gesamten
Umfang einen möglichst gleichmässien Druck, eine gleichmässige Schergeschwindigkeit
sowie gleichmässige Temperatur aufweisen. Diese Bedingungen sind bei der einleitend
erörterten Art der Teilung nicht erfüllt. Die Folge ist, dass die tndstärke des
aus der Spritzdpse austretenden Schlauches und damit ggfauchauch des daraus zu verarbeitenden
Endproduktes unterschiedlich ist.
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Weiterhin kann das Fertigerzeugnis Fliesslinien aufweisen, die sein
Aussehen beeinträchtigen. Diese Fliesslinien sind auf unterschiedliche Druckverhältnisse
und den daraus resultierenden unterschiedlichen Schergeschwindigkeiten zurückzuführen.
Selbstverständlich hängt das Ausmass, in welchem die vorbeschriebenen Machteile
autre ten können, auch von den Eigenschaften des jeweils zu verarbeitenden Materials
ab.. So fallen die negativen Auswirkungen beispielsweise bei der Verarbeitung von
Hart-PVC wesentlich stärker ins Gewicht als bei der Verarbeitung von Polyathylen.
Im allgemeinen wird jedoch davon auszugehen sein, dass bei der Verarbeitung praktisch
aller heute bekannten
@annten thermoplastischen Kunststoffe irgendwelche
negativen Folgeerscheinungen, die mehr oder weniger stark sein können, auftreten,
wenn diese Kunststoffe in der eingangs beschriebenen eise aufgeteilt werden.
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Auiteilen einesSTroms
s aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise zur Verteilung auf zw oder mehr
Spritzkopfe, Spritzfofmen oder drl. mit einer oder mehreren Schneckenpresse (n)
und einem nachgeschalteten Verteilerstiick, in dem der aus der bzw. den Schneckenpresse
(n) kommende Hateralstrom zunächst in einen inneren, im Querschnitt kreisf@rmigen
und einen ausseren ringförmigen Materialstrom unterteilt wird, webei anschliessend
der innere resultierenSe I-'aterialstrcm nach aussen geleitet wird.
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Der Erfindung liegr die Aufgate zu Grunde, die Nachteile der eingangs
beschriebenen Art der Teilung zu vermiden. Insbesondere soll erreicht werden, dass
in den einzelnen resultierenden teilströmen Druck, Temperatur und Fliessregschwindigkeit
mö@lichst gleichmässig sind.
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Zur Lösung dieser Zufgabe schlägr die Erfindung vor, dass der den
ringfömigen resultierenden Materialstrom innenseitig begrenzende Kern, der an seinem
der Schneckenpresse zugekehrten Ende eine Ringschneide träg, die den Einlau, in
den zunachst e@wa in axialer Richtung verlaufenden Kanal für den Innenstrom begrenzt,
aus zwei mit ihren Easisflächen einander zugekeh@zen Kegeln besteht und am Gehäuse
oder dgl. des Verteiler stiickes mitte s Ste@en, zwischen denen sich Einzelkanäle
für den zu-: rin--'i-saTerialsrc:':befinden,ehaltenist,'obeidie Stere sich von den
Fasisflächen der Ke@el nach den Enden derselben verfänren, uni einer der Stege mit
einer Durchbrechung für den Durch@ang C : 7 : 3 n s-I
Ende der Stege
wieder zu einem Sammelkanal vereinigen.
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Es ist selbstverständlich möglich, zwei oder mehr derartiger Vorrichtungen-zur
Aufteilung eines-Materialstromes, z. B. in vier resultierende Ströme hintereinander
zuschalten. bei Aufteilung des ursprüglichen Materialstromes in drei Ströeme kann
gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Anordnung so getroffen sein, dass
vom Kanal bzw. von den Einzelkanälen fiir den ringförmigen resultierenden IAaterialstrom
ein drittes Kanalsystem abzweigt, das ebenfalls eine Anzahl von auf einer Ringflache
verteilt angeordneten Einzelkanälen umfasst, die durch Stege und zumindest an ihrem
der Schneckenpresse abgekehrten Ende innenseitig durch einen-sich in Fliessrichtunr
verjüngenden Kegel begrenzt sind und sich am Ende der Stege wieder zu einem Sammelkanal
vereinigen, wobei einer der Stege mit einer Durchbrechung für den Durchgang des
inneren der beiden ringförmigen resultierenden Materialströmr versehen ist.
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Die durch die Erfindung angestrebte Wirkung einer Vergleichmässigung
der wesentlichen Eigenschaften der resultierenden Materialströme kann noch dadurch
verstarkt werden, dass die Stege sich von der Basisflache e des jeweils zugehörigen
Kegels nach ihrem der Schneckenpresse abgekehrten Ende hin zumindest annähernd entsprechend
der-Abnahme des Kegels in Umfangsrichtung derart verjüngen, dass die zwischen den
Stegen befindlichen Kanäle in Fliessrichtung bei gleichbleibender radialer Ausdehnung
eine konstante Länge in Umfangsrichtung aufweisen. Die beste Wirkung wird dann erreicht
werden, wenn sich die Stege auch an dem der Schneckenpresse zugekehrten Kegel entsprechend
der Abnahme desselben in Umfangsrichtung verjüngen. D. h. also, dass die Summe der
Querschnittsfläche der zwischen den Stegen befindlichen Kanäle, in Umfangsrichtung
gemessen, immer konstant ist und zudem mit der Umfangslange
des
ringraumes an der Stelle übereinstimmt, die, in Fliessrich--tung des Materials,
unmittelbar vor Beginn der Stege liegt. Von dieser.
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Stelle an findet das Material des einen oder beider Ringförmigen resultierenden
Strume während seines Durchganges durch das Verteilerstück bis zu jenem Ende der
Stege, das der Schneckenpresse abgekehrt ist, immer den gleichen Querschnitt vor,
so dass bei Vernachlässigung der Reibung an der stirnseitigen Begrenzung der Kanäle
auch die gleide Schergeschwindigkeit in Umfangsrichtung gegeben ist. Zwar wird davon
auszugehen sein, dass in der Mehrzahl der Falle die sich aus der Unterteilung der
ringförmigen Materialströme in eine Anzahl von Einzelströmen zwischen den Stegen
ergebenden Auswirkungen. zu einem Teil dadurch kompensiert werden, dass diese Einzelströme
im Anschluss an den Kegel zunächst wieder jeweils zu einem. Materialstrom von kreisförmigem
Querschnitt zusammengefasst werden, also-nicht unter Beibehaltung der im. Anschluss
der Stege sich ergebenden ringförmigen Querschnittsform beispielsweise sofort der
Spritzdüse eines Spritzkopfes zugeführt werden. Trotzdem ist die vorbeschriebene
Ausbildung der Kanäle bzw. der sie begrenzenden Stege vorteilhaft, da auf jeden
Fall der unter den gegebenen'Umständen beste Grad der Vergleichmässigung im Material
erzielt wird. Vergleichmässigung im Material@ Die beiden den Kern bildenden Kegel
können unmittelbar ineinander übergehen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass
die beiden Kegel über ein zylindrisches Zwischenstück miteinander verbunden sind,
dessen Durchmesser gleich dem Durchmesser ihrer Basisflächen ist, und die Stege
im Bereich des zylindrischen Zwischenstückes und damit auch die zwischen ihnen befindlichen
Einzelkanale eine konstante Länge in Umfangsrichtung aufweisen. Bei Unterteilung
des ankommenden Materials
-crimes in drei resultierende ist es unter
Umständen Vorteilhaft, die Anordnung so zu treffen, dass der innere Kern, der also
den inneren der beiden resultierenden ringförmigen Materialströme innenseitig unmittelbar
begrenzt, aus einem Doppelkegel und der den dritten Maierialstrom bexrenzende Kern
aus zwei Kegeln besteht, die über ein zylindriches Zwischenstück miteinander verbunden
sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, beide Kerne als Doppelkegel auszubilden.
In diesem Fall ist jedoch unter Umständen damic zu rechnen, dass der Gesamtdurchmesser
des Verteilerstückes sehr gross wird. Bei Einschaltung eines zylindrischen Zwischenstückes
im Kern für den dritten Materialstrom fällt hingegen die Durchmesservergrcsserung
des Verteilerstückes nLcht wesentlich ins Gewicht.
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Die Abzweigung für den dritten Materialstrom kann sich in der scheitelebene
des inneren Doppelkegels befinden. Sie kann aber auch in Fliessrichtung des Materialstromes
vor dieser scheitelebene angeordnet sien.
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Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die Abzweigung etwa in der
Ebene der Ringscheide liegtm, die den Einlauf für den inneren Kanal begrenz@.
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In diesem Fall würden also die drei resultierenden Materialströme
gleichzeitig entstehen.
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Es ist ein Ziel der Erfindung, innerhalb des Verteilerstückes, insbeondere
innerhalb der Kanäle zwischen den Stegen, gleichmässige Schergeschwindigkeiten übergeschwindigkeiten
über den Umfang zu erzielen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass eine völlige Vergleichmässigung
niemals erreichbar sein wird, weil jene Teile der einzelnen Materialströme, die
sich unmittelbar an den Stirnwänden der Kanäle entlangbeweZen, auf jeden Fall eine
aeringere Geschwindigkeit aufweisen, die auf die Reibunz an diesen Wänden zuriickzufuhren
ist. Umdiesen Einfluss möglichst gering zu halten,'achlägt die Erfindung weiterhin
vor, dass im Querschnitt die Kanton
der Einzelkanäle an den Übergängen
zwischen Gehäuse und Steren und Kern abgerundet sind. Dabei können die stirnseitigen
Begrenzungen der Kandle konvex ausgebildet sein. Optimale Fliosabedinrungen werden
dann eintreten, wenn die stirnseitigen Berrenzungen der Kanäle einen Kreisabschnitt
bilden, dessen Radius gleich der halben radialen Breite dieser Knaäle ist.
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Um bei Verwendung eines Doppelkegels die Fliessverhältnisse im Ringraum
@ des Verteilerstückes möglichst günstig zu gestalten, kann es wei erhin zweckmässig
sein, den Doppelkegel in seinem Scheitelbereich etwas abzurunden. Dies hat zur role,
dass aur Erfüllung der erwähnten Pedinrunp hinsichtlich der konstanten Länge der
Kanäle in Umfanrsrich-@un die Sege an ihrer in Umfangsrichtung breitesten Stelle
ebenfalls eine Abrundun@ erfahren. Im anderen Fall, wenn also die beiden unmitte'bar
ineinander übersehenden Kerel im Langsschnitt von geraden Linge begrenzt sind und
liber eine Kante ineinander übergehen, würde jeder Steg in der Frojektion die Gestale
eines Rhombus aufweisen.
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Cemss einem weiteren Vorschlag der Eriindunr kann der dem inneren
Kern vorgeschaltete Einströmkanal einen ringförmigen Querschnitt aufweisen. Dadurch
wird bereits eine gewisse Verfleichmässirung des Ausangsmater@alstromés vor der
Teilung erreicht. Die in radialer Richtung eines ringförmigen Materialstromes vorhandenen
Unterschiede sind im allremeinen geringer als die Unterschiede in Radialer Richtung
über de Querschi@tsfläche eines massive, also beispie. sweise kreisurmicen Stromes,
der e@nen enzsprechend geformten Einströmkanlal durchfliesst.
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Esist besonders zweckmässig, die am Fnde der-in der Stranrpresse e-@indlichen
Schnecke vorhandene ringförmige Querschnittsform des die @ resse verlassenden Materials
teizubehalten. Dies kann in vorteilhafter
Weise dadurch geschehen,
das s gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Spitze der Schnecke bis'in
den zentralen Kanal im inneren Kern hineinragt. Der besondere Vorteil dieser Anordnung
be-. steht darin, dass die Teilung des ankommende Materialsstromes bereitsankommende
Materialsstromes bereits erfolgt, bevor dieser die Spitze, also das freie Ende der
Schnecke erreicht hat. Dieses freie Ende der Schnecke, in dessen Nähe auch die Schneckengange-auslaufen,
bewirkt namlth eine gewisse Verungleichmässigung im zentralen Bereich des Materialstromes,
da jeweils bei Passieren des auslaufenden Ende eines Schne. ckenganges ein Druckstoss
auf die in unmittelbarer Nahe des Endes befindlichen Mäterialteilchen gegeben wird,
so dass im Ergebnis der zentrale Bereich des Materialstroms fortgesetzt etwa in
radialer Richtunr wirkende Stösse erhält, so dass die davon betroffenen Materialteilchen
nach aussen gedrückt werden. Diese Teilchen haben, da sie sich vorher in unmittelbarer
Nachbarschaft der Schnecke befanden, eine höhere Temperatur als die weiter aussen
liegenden Materialteilchen, so dass dadurch praktisch der Materialstrang über seinen
gesamten Querschnitt in erheblichem Masse zumindest in Bezug auf seine Temperatur
verungleichmässigt wird. Es lient aux der Hand, dass diese kaum zu vermeidende Verungleichmässigung
dann weniger nachteilig ist, wenn ,-, sich, nachteilig ist, Lein letztgenannten
Vorschlag der Fall ist, nur aoch auf einen der resultierenden Maeriaiströme beschrankt.
Dabei ist noch zusätzlich zu berücksichtigen, dass natürlich das Ausmass der Verungleichmässigung
je kleiner ist desto kleiner insgesamt der Materialstrom bzw. dessen Querschnitt
ist, in welchem diese Un., leichmassigkeiten zur Auswirkung kommen.
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Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass innera"und/oder äusserer Kern
im Rereich des der Schneckenpresse abtekehrten Kegels eine längsverlaufende Bohrung
aufweisen, in der jeweils ein. langsverschiebbarer.
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Eolzen angeordnet ist, dessen unteres, sich verjüngendes freies Ende
in den im Querschnitt vorzugsweise kreisförmigen Kanal hineinragt, in dem die zwischen
den Stegen befindlichen Kanäle einmünden, wobei die Bolzenvorteilhaftüber eine Traverse
oder dgl. bewegbar sind, die durch eine Durchbrechung in einem oder mehreren der
Stege in das Inneere des bzw. der Kegel (s) hineinragt. Diese Bolzen dienen als
Drossel für den Materialstrom, dem sie jeweils zugeordnet sind. Die Anordnung einer
oder beider Drosseln (n) im Verteilerstück ist deshalb zweckmdssi, weil-dadurch
der Gesamtaufbau der Sinrichtunz unter Umständen ver einfacht wird. Es ist nämlich
davon auszuehen, dass bei einer-Vorrich tung zum Aufteilen von Materialströmen aus
thermoplastischem Kunststof, mit mehr als einem Spritzkopi ohnehin in mindestens
einem der I ; sterial ströme eine Drossel eingeschaltet sein muss. Das ergibt sich
aus der Tatsache, dass auch bei sorgfaltigster Ausführung der dieTeilung des Materialstroms
bewirkenden Vorrichtung gewisse Unterschiede bezüglich Fliessgeschwindigkeit und
auch Materialmenge zwischen den resultierenden Materialströmen nicht zu vermeiden
sind. Dies ist z. B. auf Temperaturunterschiede zurückzuführen, die in radialer
Richtung über der Querschnittsfläche des zu teilenden Materialstroms vorhanden sind.
Diese hinsichtlich Fliessgeschwindigkeit und Materialmenge zwischen beiden resultierenden
Materialströmen vorhandenen Unterschiede können jedoch beispielsweise dann, wenn
die aus zwei oder drei Spritzköpfen austretenden Schlauchabschnitte gemeinsam in
einer Blasform mit zwei oder drei Nestern zu verarbeiten sind, nicht in Kauf genommen
werden. Vielmehr ist es hierbei notwendi, dass die beiden Spritzköpfe absolut gleichmässig
arbeiten. Dies wird normalerweise durch die Anordnung einer von aussen einstellbaren
Drossel in wenigstens einem der Spritzköpfe erreicht. Die Erfindung sieht nunmehr
vor, dass die Drossel im Verteilerstück angeordnet ist. Es erübrigt sich demnach
eine von ausser einstellbare Drossel auch im Spritzkopf vorzusehen. Dadurch wird
die
Lagerhaltung bei den Benutzern von Spritzköpfen vere@nfacht,
weil es bei Anwendung der Lehre gemäss der Erfindung möglich ist, nur noch Spritzköpfe
ohne von aussen einstellbare Drosseln zu verwenden.
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Die unter Anwendung der Erfindung erzielbaren wesentlichen Vorteile
be-wesentlichen Vorteile bestehen insbesondere darin, dass hinsichtlich der Wandstärke
wesentlich geringere Toleranzen eingeholten werden können, welche Tatsache vor allem
auf f die günstigeren Temperaturverhältnisse, d. h. auf die frössere Gleichmässigkeit
der Temperaturen innerhalb der Ströme zurückzuführe@ ist.
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In derZeichnungsindeinigeAusführunsbeispielederZrfinunrdargestellt.
Es zeigen : Fi. l die SeitenansichteinrStrangpressemitzeiprizkcfen, Fig. 2 die Seitenansicht
einer zwei@en Ausführungsform, Fig. 3 die Seitenansicht einer dritten Ausführungsform,
Fig. 4 die dazu gehörige Daraufsicht, Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Verteilerstück,
Fig. 6 eine'Ansicht des im Verteilerstück befindlichen Kerns in Richtung des Pfeiles
6 gemäss Fig. 5, Fig. 7 einen Schnief nach der Linie 7-7 der Fig. 5, Fig. 8 im Schema
die Einmündung der Schneckenpresse in das Verteilerstück, Fig. 9 im Schema einen
Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Verteilerstückes, Fig. 10 einen
Schnitt nach der Linie 10-10 der Fig. 9, Fig. 11 die schematische Darstellung des
Verlaufs der Einzelkanäle
beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig.
gesehen in Richtung des Pfeiles 11, Fig. 12 einen ausschnitt aus einer weiteren
Ausführunsform eines Verteilerkopfes.
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Fig. 13 einen Aussnhni t aus einer vierten Ausführungsform.
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Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 zeigt eine auf einem Maschinenrahmen
2u an~eordnete Schneckenpresee-21, in der das thermoplastische Material plastifiziert
und durch die nicth dargestellte Schnecke in dichtun des Pfeiles 22 zunächst in
einVercellersück 23 transportiert wird. Diesem VerteilerstückVerteilerstück 23 sind
zwei nebeneinander angeordnete Spritzköpte 24 nachgeschaltet. Der aus der Schneckenpresse
21 in das Verteilerstück 23 fliessende Materialstrom wird in letzterem, in zwei
resu @tierende Miterialströme unterteilt, von denen jeweils einer einem der bei@ien
Spritzkö@fe 24 zureführt wird. Die Anordnung der letzteren kann so getrof@en sein,
dass die nicht dargestellten Schläuche horizontal aus der Spri@zdüse 25 austreten
können. Es besteht aber auch die Möglichkeit, im Anschiuss in das Verteilerstück
die beiden Materialströme umzulenken, se dass, wie bei den strichpunktiert dargestellsten
Spritzköpfen 24a bzw. 24b die nicht gezeigten schläuche aus den Spritzdüsen 25a
bzw. 25b nach oben oder unten extrudiert werden.
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Beim Ausführungsbeispie@ gemäss fig. 2 ist das Verteilerstück 123a
bzw. dass so th@ecran et, dass die Umlenkung des @aterials vor der Aufteilung in
die beiden Spritzköpfe 124a und 124b erfolgt. Im ersten Fall werden die nicht dargestellten
Schlauchabschnitt aus der Spritzdüse 125a nach unlen, im zweiten Fail dagegen nach
oben aus der Spritzdü se 125ab extrudiert. Es ist also möglich, die Veteilung sowohl
vor als auch nach der Umlenkung durchzuführen.
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In Fig. 3 und 4 ist eine Schneckenpresse 221 mit sogenannten Off-Set-Spritzkeipfen
224 dargestellt. Das thermoplastische Material'tritt hierbei aus der Schneckenpresse
221, in der es ebenfalls in Richtung des Pfeiles 222 fliesst, zunächst in ein Zwischenstück
227 ein, in dem es, wie der Pfeil 228 andeutet, zweimal umgelenkt wird. Diesem ZwischenstUck
227 ist das Verteilerstück 223 nachgeschaltet, das die beiden Spritzküpfe 224 trGgt.
Derartige Off-Set-Spritzköpfe werden im allcemeinen dann ver+endet, wenn in Richtung
des Pfeiles 222 oder, besser gesagt, parallel dazu extrudiert werden soll, wobei
jedoch das den Spritzkopl 225 abgekehrte Ende 229 der Spritzköpfe 224 zugänglich
sein soll. Dies ist z. E. zur Anbringung einer Einstellung für eine Wandstärkenrefulierung
oder dgJ. erwiinscht.
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Die Erfindung ist in allen vorbeschriebenen Fällen anwendbar, wobei
die Verteilerstücke bezüglich ihres grundsätzlichen Aufbaus übereinstimmen.
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Peim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 bis 7 tritt der Kunststoff
aus der nicht dargestellten Schneckenpresse in Richtung des Pfeiles 330 (Fig. 5)
in das Verteilerstück 323 ein, und zwar durch einen Kanal 331 von kreisförmigem
Querschnitt. Dieser Kanal 331 geht über in einen Ringraum 332, der innenseitig durch
einen als Doppelkegel ausgebildeten Kern 333 begrenzt ist, sowie in einen zentralen
Kanal 334, der zunächst in Längsrichtung des Doppelkegels 333 srerlauft und zentrisch
in diesem angeordnet ist. Am oberen Ende des Doppelkegels 333 ist eine umlaufende
scharfe Kante 335 nach Art einer Ringschneide vorhanden, die den Einlauf-336 in
den zentralen Kanal 334 begrenzt.
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Die Halterung des Kernes 333 erfolgt über Stege 337, die den Kern
3 mit dem Gehäuse 338 berbinden. Die aus dem Kern 33, den Stegen 337 und dem Gehäuse
338 des Verteilerstückes 323 bestehende Gesamtanord nung ist bei dem in Fig. 5 bis
7 dargestellten Ausführungsbeispiele in zwei Abschnitte 339 und 340 unterteilt,
die in geeigneter Weise miteinander verbunden sind. Jeder der beiden Abschnitte
339 und 340 ist einstückig.
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Zwischen den Stegen 337 sind Kanäle 341 vorhanden ; deren Anzahl
beträgt drei, da auch drei Stege 337 vorgesehen sind. Jeder dieser Kanäle 341 ist
also jeweils von zwei benachbarten Stegen 337, dem Kerr 333 und dem Gehäuse 338
begrenzt. Die Kanäle beginnen jeweils bei de in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
unmittelbar im Ar schluss an den Einströmkanal 330. Es ist jedoch auch möglich,
zwisch dem Einströmkanal 330'und den nachgeschalteten Kanalen 341 einen Ringraum
vorzusehen. Die Kanäle 341 weisen über ihre gesamte Erstrek kung zwischen den oberen
und unteren Enden 342 bzw. 343 der Stege 337 eine gleichbleibende Breite in Umfangsrichtung
auf. Die Abmessung der anale in radialer Richtung ist dabei konstant. Die Summe
der Querschnitte aller Kanäle 341 stimmt demnach überein mit der Querschnittsabmessun.
insgesamt in Etöhe der oberen Enden 342 der Stee 337 vorhandenen Querschnittsfläche,
die unmittelbar den Einzelkan@älen 341 vorgeschaltet ist und durch die Ringscheneide
335 und das Gehäuse 338 begrenzt wird. Das aus dem Einströmkanai 331 in die Einzelkanäle
341 gelangende Material findet also über die gesamte Lange dieser Einzelkanäle bis
zum unteren Ende 343 der Stege 337 irnmer den gleichen Durchilussquerschnitt vor.
Bomit erfährt das Material keine Druck-und nur sur unwesentliche Geschwindigkeitsänderungen.
Dies hat die bereits erwähnten Vorteile zur Folge.
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Fig. 6 und 7 der Zeichnung Lassen erkennen, dass die Jtege 337 sich,
ausgehend von ihrem oberen Ende 342, zunächst in Umfangsrichtung verbreitern. Die
maximale Breite wird dabei in der Gcheitelebene 344 des als Doppelkegel ausgebildeten
Kerns 333 erreicht. Vcn dort ? us nimm die Breite der Stege in Richtung auf das
untere Ende des Kerns 333 wieder ab, bis sie bei 343 auslauien. Die Zu-und Arnahme
der Breite der Stege 337 ist dabei jeweils proportional der Anderung des Durchmessers
und damit des Umfangs des Kernes 333. Auf diese Weise wird die konstante Breite
der Kanäle 341 in Umfangsrichtunr erreicht, wobwohl der Umfang des die Kanäle 341
innenseitig legrenzenden Kerns 333 zunächst zunimmt und von der Scheitelebene 344
at sich wieder er Verringert.
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Die Geschwindigkeitsverhältnisse innerhalb des Verteilerstückes 323
können auch noch dadurch vebessert werden, dass die Kanäle 34@ s@irnseitig von Wandungen
begrenz@ sind, die an den Überga\ängen ab@@sundet sind. InFig. 6 ist der Radius,
mit dem die Abrundung der stirnwande 345 erfolgt, gleich der halben radialen Erstreckung
der Kanäle. Die Stirnwände 345 steilen also praktisch einen Halbkreis dar.
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Das aus der Schneckenpresse durch den im Querschnitt kreisförmigen
Kanal 331 kommende thermoplastische Material wird in Hohe der umlaufenden Ringschneide
335 unterteilt, und zwar in einen inneren, im Querschnitt ebenfalls kreisförmigen
massiven Strang, der durch den Kanal 334 weiterfliesst, und einen äusseren, im Querschnitt
ringförmigen Materialstrom, der dann im Bereich der Stege 337 in drei Einzelströme
unterteilt wird, die durch die Einzelkanäle 341 fliessen. Am unteren Ende der Stege
337 vereinen sich diese drei Strombe dann wieder im Sammo. lkanal 346, der zu einem
nachgeschalteten Spritzkopf führt. Der Sammelkanal
346 ist in
seinem unmittelbar an die Kanäle 341 anschliessenden Bereich 347 sc ausgebildet,
dass er, ausgehend von einem rrösseren Durchmesser, sich kegelförmig verjüngt. In
diesen Bereich 347 ragt die ebenfalls kegelförmig ausgebildete Spitze 348 eines
Bolzens 349 hinein, der als Drossel wirkt.
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Der zentrisch im oberen Teil des Kerns 333 angeordnete Kanal 334
für den inneren resultierendenTeilstromwird,WBFi.5 der Zeichnung erkennen lässt,
etwa im Bereich der Mitte des Doppelkegels 332 um 90° wumgelenkt. der in Fig. 5
und 7 der Zeichnung links befindliche Steg 337a ist mit einer den Abmessungen des
Kanals 334 entsprechenden Durch-@rechung 350 versehen, so dass das im Kanal 334
befindliche Material durch diese Durchbrechung 350, die sich in den angrenzenden
Fereich 353 des Gehäuses 33ß fortsetzt, in den Kanal 352 des Paßstückes 353 fließt.
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Dem Pa#stück 353 ist ein Spritzkopf nachgeschaltet.
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Der Sammelkanal 346, in den hinein die einzelnen Kanäle 341 münden,
verläuft nach zweifacher Umlenkung ebenfalls vertikal in einem Pa#-stück 354. Auch
hier ist ein Spritzkopf nachgeschaltet. Aus der Darstellung der Fig. 5 ergibt sich,
dass der Abstand der beiden den Kanälen 352 und 346 nachgeschalteten Spritzköpfe
ohne Schwierigkeiten variiert werden kann. Es ist lediglich notwendig, die Pa#stücke
353 und 354 entsprechend anzupassen bzw. gegen jeweils entsprechende Stücke auszustauschen.
Es war bereits erwähnt worden, dass im unteren Bereich des Kerns 333 ein in dessen
Längsrichtung verlaufender Eolzen 349 angebrachtist,dessenfreiesEnde348 sich kegelförmig
verjüngt und in den oberen nach unten enger werdenden Teil 347 des Kanals 346 hineinragt.
Dieser Bolzen 349 dient ais Drossel., Fig. 5 der Zeichnung ldsst erkennen, dass
die Stellung des Bolzens 349 den Durchflussquerschnitt
für das
aus den Kanälen 341 kommende Material bestimmt. Je tiefer die Stellung des Bolzens
349 ist, desto sturker ist auch der MaterialflussMaterialfluss im Kanal 346 gedrosselt.
Die Betätigung dieser Drossel erfolgt über einen Bolzen 355, der sich in einer Ausnehmunr.
356 des Verteilerstücks bewegt. Am oberen Ende des Bolzens 355 ist eine Traverse
357 angebracht, . die ihrerseits den als Drossel wirkenden Bolzen 349 trägt. Für
den Durchgang dieser Traverse 357 ist der Sie-337a mit einer Durchbrechung 35P versehen,
dif unterhalb der Durchbrechung 350 für den Durchrang des im inneren Kanal 334 fliessenden
Materials liegt. Die Ausnehmung innerhalb des Kerns für die @rsverse 357 ist mit
359 bezeichnet.
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In Fig. 8 der Zeichnung ist ein Ausführunr : sbeispiel dargestellt,
bei welchem die Schnecke 56l mit ihrer Spitze 563, also ihrem freien Ende, bis in
den zentralen Kanal 534 hineinragt, so dass das aus der Schnekkenpresse 560 kommende
Material in der Höhe der Ringschneide 535, in welcher die Unterteilung in die beiden
resultierenden Materialströme erfolgt, eine ringförmige Querschnittsform aufweist,
die es innerhalb der chneckenpresse 560 ohnehin hat. Dadurch werden die bereits
in der Beschreibungseinleitung er@äuterten Vorteile erzielt.
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Bei den in den Figuren @ bis il dargestellten Ausführungsbeispielen
wird das aus der Schneckenpresse in Richtung des Pfeiles 630 kommende Material im
Zwischenstück 623 in drei resultierende Ströme unterteilt.
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Der Kanal 631 @eht zunächst auch wieder in einen Ringraum 632, der
innenseitig durch einen als Doppelkegel ausgebildeten Kern 633 begrenzt ist, sowie
in einen zentralen Kanal 634 über. Letzterer verläuft zunächst in Längsrichtung
des inneren Doppelkegels 633 und ist zentrisch in diesem angeordnet. Am oberen Ende
des Doppelkegels 633 ist eine umlaufende scharfe Kante 635 vorhanden, die als Ringschneide
wirkt. Sie begrenzt den Einlauf 636 in den zentralen Kanal 634.
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Die Halterung des inneren Doppelkegels 333 erfolgt über Stege, die
den inneren Kern 633 mit dem Gehäuse 638 des Verteilerstückes 623 verbinden. Der
Steg 637a ist mit einer Durchbrechung 650 versehen, durch die das im zentralen Kanal
634 strömende Material aus dem inneren Kern 633 herausgeführt wird. Zwischen den
Stegen sind Einzelkanale 60 vorhanden ? deren Anzahl von der Zahl der Stege abhängig
ist. Jede dieser Kanäle 641 ist, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemEss Fig. 5,
von jeweils zwei benachbarten Stegen, dem Kern 633und dem Gehäuse 638 begrenzt.
Auch sonst stmmt die Ausbildung des Doppelkegels 633, qder Stege und der Kanäle
641 mit dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 überein. D. h unter anderem, dass
die Einzelkanäle 641 in einen Sammelkanal 646 münden, in dem die Spitze 648 eines
als Drossel dienenden Bolzens 649 hineinragt.
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Der einzige Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig.
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5 bis 7 in Bezug auf die-Einzelkanäle 641 besteht darin, dass diese
im Bereich oberhalb der Scheitelebene 344 des inneren Kernes 633 in radialer Richtung
eine grössere Breite aufweisen als unterhalb der Scheitelebene 344. Dies ist darauf
zurUckzuführen, dass der resultierende Materialstrom, der in den Einzelkanälen 641
oberhalb des Scheitelbereiches 644 fliesst, noch einmal unterteilt wird. Zu diesem
Zweck zeigen Einzelkanäle 665 etwa in Höhe der Scheitelebene von den Einzelkanälen
641 ab, so dass im unteren Bereich des inneren Doppelkernes 633 zwei Gruppen von
Einzelkanälen vorhanden sind. Es handelt sich dabei um die Einzelkanäle 641a, die
unmittelbar durch den inneren Kern 633 begrenzt werden, und die bereits erwähnten
abzweigenden Einzelkanale 665, die aussen liegen. Diese Einzelkanäle 665 weisen
ebenfalls in Umfangsrichtung eine konstante Länge auf. Unmittelbar nach ihrer Abzweigung
von den Einzelkarlälen 641 verlau : Len sie parallel
zur Längsachse
des Verteilerstückes 623, um schliesslich wieder in einen Sammelkanal 666 zu münden.
Sie werden innenseinig begrenzt durch einen zweiten Kern 667, Stegen 668 sowie dem
Gehäuse 638. Der Kern 667 nzeist einen zylindrischen Abschnitt 669 und einen kegelförmigen
Abschnitt 670 auf. Letzterer stimmt bezüglich seiner Funktion mit dem unterhalb
der Scheitellinie 644 befindlichen Kegel 671 des inneren Kegels 5633 überein.
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Fig. 11 der Zeichnung lässt erkennen, dass die die abreißenden Einzelkanäle665
begrenzenden Stege 668 im Bereich des zylindrischen Abschnittes 669 des Kernes 667
eine konstante Abmessung in Umfangsrichtung aufweisen. Erst im Bereich des Kegels
670 werden die Stege 668 wieder schmaler, so dass trotz des kleiner werdenden Durchmessers
der Gesamtanordnung der Kanäle 665 in diesem Bereich deren länge in Umfangsrichtung
konstant bleibt. D ;-. h., dass also auch hier in Bezug auf die Abmessungen der
Einzelkanäle Übereinstimmung besteht mit dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 bis
7 mit dem einzigen Unterschied, dass zwischen die beiden Bereiche, die innen durch
einen Kerel begrenzt sind, ein Bereich eingeschaltet ist, der durch einen zylindrischen
Kernabschnitt begrenzt ist.
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Einer der Stege 668, die den Kern 667 halten, ist mit einer Durchbrechung
für den Kanal 672 versehen, durch den das durch die Einzelkanäle 641a fliessende
Material aus dem Verteilerstück 623 herausgeführt wird.
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Der Kanal 672 hat also die gleiche Funktion, wie der Kanal 652 in
Bezug auf den zentralen resultierenden Materialstrom.
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Der untere keselförmige Bereich 670 des Kerns 667 ist ebenfalls mit
einer Fohrung versehen, in der ein Bolzen 673 angeordnet ist. Dessen Funktion stimmt
mit der des Bolzens 649 überein. Er dient also als Drossel.
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Das Ausführunsbeispiel gemass Fif. 12 dient ebenfalls dazu, das aus
dnr Schneckenpresse kommende Material in drei Ströme zu unterteilen.
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Der einzige Unterschied gegenüber der Ausführungsbeform gemäss Fig.
9 bis 11 besteht darin, dass die Abzweigung für die ausseren Einzelkanäle 765, die
den dritten Materialstrom aufnehmen, oberhalb der Scheitelebene 744 des inneren,
also Doppelkegel ausgebildeten Kernes 733 anteordnet ist. Sip befindet sich praktisch
nuE dem halben//ege zwischen der Ringschneide 735 und der Scheitelebene 744. Im
übrigen besteht. libereinstimmung mit dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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In beiden Fällen ist das verteilerstück 623 bzw. 723 in fünf Abschnitte
unterteilt, deren begrenzung durch die Linien 674 bzw. 774 angedeutet ist. Die Unterteilung
in diese Abschnitte erfolgt im wesentlichen aus fertigungstechnischen Gründen. Insbesondere
@eht es darum, die Anordnun-so zu re-fen, dass die Einzelkanäle, wie auch beim Ausführungsbeispiel
gemäss Fig. 5 bis 7, durch Elektroerrosion hergestellt werden können.
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Beim Ausführungsbeispiel gemass Fig. 13 ist der Kern 833 in seinem
mittleren Bereich 878 abgerundet. Er hat zwar auch die Gestalt'eines Doppelkegels,
wobei jedoch die beiden Kegelbereiche, die sich oberhalb und unterhalb des gemeinsamen
grössten Durchmessers befinden, nicht über eine. Kante ineinander übergehen. Vielmehr
ist dieser Übergang fliessend. Dies hat zur Folge, dass auch die den Kern 833 haltenden
Stege an ihren die Einzelkanäle stirnseitig begrenzenden Selten in Höhe der Scheitelebene
keine Ausgepräg@e Kante aufweisen, wenn die zwischen den Stegen befindlichen Einzelkanäle
eine konstante Länge in Umfangsrichtung haben. Eine derartige Ausbildung wäre auch
bei solchen Kernen möglich, die aus zwei Kegeln und einem dazwischen angeordneten
zylindrischen Abschnitt bestehen. Hier. könnten die bbergänge zwischen den kegelförmigen
Teilen und dem Zylinderabschnitt fliessend sein. Dies würde sich auch entsprechend
auf die Form der Stege auswirken.