DE1704799C3

DE1704799C3 - Strangpreßkopf zum Herstellen eines Hohlstranges aus thermoplastischem Werk stoff

Info

Publication number: DE1704799C3
Application number: DE1704799A
Authority: DE
Inventors: Erhard 5892 Meinerzhagen Langecker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-06-21
Filing date: 1967-06-21
Publication date: 1973-09-20
Also published as: CH473669A; DE1704799B2; US3522629A; FR1570960A; DE1704799A1; GB1237094A; AT301845B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strangpreßkopf zum Herstellen eines Hohlstranges aus thermoplastischem Werkstoff, mit einer quer im Strangpreßkopfmantel angeordneten Eintrittsbohrung, einer Einrichtung zum Umlenken und Verteilen des thermoplastischen Werkstoffes in einen axial zum Strangpreßkopf verlaufenden, durch einen axial verschiebbaren Ringkolben in seinem Volumen veränderbaren ringförmigen Stauraum, einer konzentrisch zu einem axial verschiebbaren Düsenkern des Strangpreßkopfes angeordneten Hülse, die mit ihrem dem Austrittsspalt des Strangpreßkopfes zugewandten konisch verlaufenden Ende einen Durchtrittsspalt für den Durchtritt des thermoplastischen Werkstoffes in dem Stauraum bildet, einer Einrichtung zum axialen Bewegen des Ringkolbens und einer Einrichtung zum axialen Bewegen des Düsenkerns.

Bei diesem bekannten Strangpreßkopf wird das aus der Schnecke austretende plastifizierte Material unter Umlenkung einem im Strangpreßkopf angeordneten, durch einen axial verschiebbaren Ringkolben gebildeten Staiuraum zugeführt. Die Zuführung des plastifizierten Materials vom Extruder her erfolgt hierbei oberhalb des Hubraumes des Ringkolbens bis an den Düsenkern heran und wird hier durch eine sogenannte Herzkurve von der horizontalen in die vertikale Achse des Strangpreßkopfes umgelenkt, wie dies bei derartigen Köpfen mit Herzkurve allgemein üblich ist.

Der an die Herzkurve anschließende Ringspalt wird von einer Hülse umgeben, deren äußerer Umfang den Innendurchmesser des Stauraumes bildet. Bei dieser Anordnung berührt das in den Stauraum einfließende Material die Stirnfläche des die Hülse umgebenden Ringkolbens nur in seiner untersten Stellung. Auch werden die zylindrischen Laufflächen des Ringkolbens von dem einströmenden Material nicht überspült, so daß bei Farbwechsel oder Massewechsel eine Reinigung dieser Laufflächen durch natürliches Ausspülen nicht mehr gegeben ist. Weiterhin kann bei dieser Anordnung bei unvermeidbaren Undichtigkeiten an den Laufflächen des Ringkolbens das austretende Material in keinem Falle nach außen ins Freie austreten, sondern es sammelt sich oberhalb des Ringkolbens an. Ferner ist bei dem bekannten Strangpreßkopf ein annähernd gleichmäßiges Einfließen des Materials in den Stauraum nur bei einer bestimmten Viskosität und bei einer bestimmten Fördergeschwindigkeit bei dem vorgegebenen Querschnitt der Fließwege erreichbar. Da die Fließwege in ihrem Querschnitt bei der bekannten Ausführungsform nicht veränderter sind, wird der gleichmüßige Materialzufluß bei Änderung der Fördergeschwindigkeit und bei Verwendung eines Materials mit anderer Viskosität erheblich gestört. Bei einer Verringerung der Fördergeschwindigkeit oder bei einem Material höherer Viskosität tritt an der der Plastifizierungsschnecke zugekehrten Seite des Stauraumes mehr Material ein als an der abgewandten Seite, wodurch zwangläufig auf die Dauer ein fehlerhafter Schlauch bedingt durch die ungleiche Verweilzeit im Stauraum entsteht. Bei höherer Fördergeschwindigkeit ergibt sich eine stärkere Belastung des Schneckenantriebes; außerdem wird die Reibungswärme erhöht, wodurch die Temperatur und damit der plastische Zustand des Materials ungünstig beeinflußt wird.

Die Erfindung geht von dieser bekannten Ausführungsform aus. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein unabhängig von der Viskosität und der Fördergeschwindigkeit des plastifizierten Materials stets gleichbleibendes, gleichmäßiges Einfließen in den Stauraum zu erreichen.

Dies wird bei einem Strangpreßkopf der eingangs genannten Gattung dadurch erreicht, daß die Einrichtung zum Umlenken und Verteilen des thermoplastischen Werkstoffes aus einer die Hülse umgebenden Ringnut besteht, in die die Eintrittsbohrung

mündet und deren Innenwand von der Hülse gebildet ist, die auf dem Ringkolben relativ zy diesem axial verschiebbar und als Abstreifer dienend angeordnet ist, und daß der Durchtrittsspalt als veränderbarer Drosselspalt mit gegenüber der Ringnut geringerem Querschnitt zwischen der Ringnut und dem Stauraum ausgebildet ist

Durch den veränderbar ausgebildeten Drosselspalt läßt sich der Gesamtquerschnitt des Drosselspalts auf eine jeweils gegebene Fördergeschwindigkeit und eine bestimmte Viskosität einstellen, wodurch unabhängig von der Fördergeschwindigkeit und der Viskosität des plastifizierten Materials zufolge der Einstellung des Ringspalts ein am Umfang gleichmäßiger Massefluß in den Stauraum erfolgt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei Anordnung eines den Düsenkern umgebenden Ringkolbens die Hülse auf der Ringkolbenoberfläche dichtend aufliegt und daß zufolge ihrer konisch sich verjüngenden Stirnfläche beim Zurückgehen des Ringkolbens an dessen Oberflache haftendes Material durch die Hülse abgestreift wird und nicht in die Ringnut eintreten kann. Ohne Anordnung der Hülse würde das Material durch die obere Kante der Ringnut von dem Kolben abgestreift und durch das vom Extruder her nachströmende Material auf der dem Extruder abgewandten Seite der Ringnut konzentriert, was bei Farbwechsel des Materials an der dem Materialeintritt gegenüberliegenden Stelle zu Streifenbildungen an dem Schlauch führt. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Hülse wird eine Streifenbildung dadurch vermieden, daß das von dem Ringkolben abgestreifte Material durch das einströmende neut Material auf dem ganzen Umfang des Stauraums verteilt wird. So wie die äußere Lauffläche des Ringkolbens durch das neu einfließende Material überspült wird, wird auch die äußere Lauffläche des Düsenkerns durch das neu eintretende Material überspült und zum Düsenaustritt hin gereinigt. Auch erlaubt die erfindungsgemäße Anordnung bei Undichtigkeiten an der inneren und äußeren Lauffläche des Ringkolbens dem Leckmaterial den Austritt nach oben ins Freie.

Ein weiterer Vorteil der Verstellbarkeit des Drosselspalts besteht darin, daß bei in den Drosselspalt eingetretenen Fremdkörpern, die den Drosselspalt nicht frei passieren können, dem Drosselspalt vorübergehend eine solche Breite gegeben werden kann, daß die in ihm festgehaltenen Fremdkörper mit dem plastifizierten Material in den Ringraum ausgestoßen werden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Ringnut exzentrisch zur Hülse mit einem von der Eintrittsstelle der Eintrittsbohrung an gleichmäßig an beiden Seiten bis zu der der Eintrittsstelle diametral gegenüberliegenden Stelle abnehmenden Querschnitt ausgebildet ist und daß in die Ringnut an der der Eintrittsstelle der Eintrittsbohrung gegenüberliegenden Seite ein auf der Außenfläche der Hülse dichtend aufliegendes, an sich bekanntes, mit. einer Führungsnase versehenes, in den Strangpreßkopf einbaubares Leitstück ragt.

Durch die exzentrische Anordnung der Ringnut wird erreicht, daß innerhalb der Ringnut eine gleichmäßige Fließgeschwindigkeit des plastifizierten Materials gegeben ist und damit die Bildung von toten Räumen verhindert wird. Bei einer konzentrisch angeordneten Nut würde sich durch das an der Eintrittsstelle des plastifizierten Materials aus der Ringnut austretende Material die Fließgeschwindigkeit in der Ringnut verringern, je weiter das Material der aer Eintrittsstelle entgegengesetzten Stelle zufließt, weil aus der Ringnut Material nach unten austritt. Durch die zufolge der exzentrischen Anordnung gegebene fortlaufende Querschnittsverringerung wird gleichmäßig auf beiden Seiten der Ringnut die Fließgeschwindigkeit gleichgehalten, trotz des aus der Ringnut aubfließenden Materials. Durch die exzentrische Anordnung der Ringnut wird auch bei einem unveränderlichen Drosselspalt ein gleichmäßigeres Einfließen des Materials aus der Ringnut in den Stauraum des Schlauchkopfes erreicht; zur Erzielung eines gleichmäßigen Zuflusses des Materials zu dem Stauraum des Strangpreßkopfes bei wechselnder Fördergeschwindigkeit und/oder wechselnder Viskosität ist es besonders vorteilhaft, neben der Anordnung eines verstellbaren Drosselspalts auch die exzentrische Anordnung der Ringnut zu verwenden.

Durch die Anordnung des an sich bekannten Leitstückes in dichtender Anlage an der Außenfläche der Hülse wird erreicht, daß das Material an der Stelle des Zusammenflusses in den Stauraum abgeleitet wird, ohne daß die Möglichkeit der Bildung von ruhendem Material entsteht. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Tatsache, daß die Hülse und das Leitstück ohne Relativbewegung aneinander anliegen, wodurch ein Abrieb und damit ein Verschleiß des Leitstückes vermieden wird und ein festes Anpressen des Leitstückes an die Hülse und damit eine einwandfreie Abdichtung der Stelle des Zusammenflusses der Ringnut gewährleistet ist.

Weiter ist für die Erfindung wesentlich, daß der Düsenkern im Ringkolben geführt ist. Durch diese Maßnahme wird es möglich, bei der erfindungsgemäßen Ausfuhr ungsfomf eine Verstellung des Düsenspalts durch den Düsenkern vorzunehmen.

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß der Ringkolben an seinem vom Austrittsspalt abgewandten Ende eine in Abhängigkeit von dem Kolbenhub betätigbare Betätigungsstange für eine Steuereinrichtung trägt.

In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt, und es zeigt

Abb. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Strangpreßkopf, beispielsweise für eine Blasmaschine,

Abb.2 einen Querschnitt gemäß LinieA-B der Abb.l,

Abb.3 eine schematische Darstellung des Leitstückes bei teilweiser Abwicklung der Innenwand des Mantels in vergrößertem Maßstab.

Die A b b. 1 und 2 zeigen einen Strangpreßkopf 1, der mit einer quergerichteten Plastifizierungseinrichtung2 verbunden ist. Der Strangpreßkopf 1 besteht aus einem Mantel 3, an den sich der Düsenmantel 4 anschließt. Der Düsenmantel 4 umschließt unter Bildung eines Ringspaltes den Düsendorn 5, der an dem Düsenkemö befestigt ist. Um den Düsenkern 6 ist ein Ringkolben 26 angeordnet. Den Ringkolben 26 umgibt eine Hülse 16. Die Plastifizierungseinrichtung2 besitzt einen Gewindestutzen 10, der in den Mantel 3 eingeschraubt ist. Der Gewindestutzen 10 weist eine Austrittsbohrung 11 für das von der Plastifizierungseinrichtung 2 ausgestoßene plastifizierte Material auf. Das Material gelangt durch die Austrittsbohrung 11 in eine Ringnut 12, die exzentrisch zur Achse des Mantels 3 und zur Achse des Düsenkerns 6

in die Innenwand des Mantels 3 eingearbeitet ist. Wie Abb. 2 zeigt, ist die Ringnut 12 so exzentrisch angeordnet, daß sie an der Stelle der Eintrittsbohrung.il den größten Querschnitt besitzt, der sich gleichmäßig nach beiden Seiten verringert, während er an der der Eintrittsbohrung 11 entgegengesetzten Seite den geringsten Querschnitt erreicht. Die Ringnut 12 wird in ihrer Form vorteilhaftcrweise so ausgebildet, daß die Querschnittsabnahme im Verhältnis zum Nutenumfang linear abnimmt. An der der Eintrittsbohrung

11 gegenüberliegenden Seite ist in den Mantel 3 ein Leitstück 13 eingesetzt, das, wie A b b. 3 zeigt, eine Führungsnase 14 besitzt. Die Führungsnase 14 liegt mit ihrer Oberfläche auf der Hülse 16 auf und bewirkt, daß das von beiden Seiten durch die Ringnut

12 dem Leitstück 13 zufließende Material ohne Bildung von Rückständen in den Drosselspalt 19 abgelenkt wird. Das Leitstück wird gehalten durch einen Halter 15, der durch Verschraubung an dem Mantel 3 befestigt ist, wobei durch die Schrauben der Anpreßdruck des Leitstückes 13 an der Hülse 16 bestimmt wird. Die den Ringkolben 26 umgebende Hülse 16 ist in dem Mantel 3 durch einen Keil 17 gegen Verdrehung gesichert. An ihrem vorderen Ende ist die Hülse 16 konisch nach innen sich verjüngend ausgebildet. Diese konische Verjüngung 18 bildet mit der Innenwandung des Mantels 3 einen ringförmigen Drosselspalll9. An den Drosselspalt 19 schließt sich der zwischen dem Düsenkern 6 und dem Mantel 3 gebildete ringförmige Stauraum 7 an, durch den das plastifizierte Material der Ringdüse 4, 5 zugeführt wird. An dem oberen Ende des Mantels 3 ist eine Stellmutter 21 aufgenommen, die mit ihrem Innengewinde in ein Außengewinde der Hülse 16 eingreift. Bei Betätigung der Stellmutter 21 wird die Hülse 16 je nach Drehrichtung gehoben oder gesenkt, wodurch der Durchtrittsquerschnitt des Drosselspalts 19 vergrößert oder verkleinert werden kann. Dies geschieht zu dem Zwecke, den Querschnitt des Drosselspalts der jeweiligen Fördergeschwindigkeit und der Viskosität des plastifizierten Materials anzupassen.

Bei gefülltem Stauraum 7 und entferntem Leitstück 13 können Fremdkörper durch Betätigen des Ringkolbens 26 mit dem im Stau raum angesammcl-. ten plastifizierten Material durch die Öffnung des Leitstückes 13 ins Freie ausgestoßen werden. Zur Betätigung der Stellmulter 21 von außen her sind zwischen den Flanschen 8 und 9 Stege 22 eingeschweißt, die Öffnungen bilden, durch die mit, einem · Schlüssel die Stellmutter 21 betätigt und damit der

ίο Drosselspalt 19 verstellt werden kann. Im Stauraum 7 liegt zwischen der Hülse 16 und dem Düsenkern 6 der Ringkolben 26, der durch seine axiale Verschiebbarkeit das Volumen des Stauraumes 7 vergrößert und verkleinert. Mit dem Flansch 9 verbunden ist ein Hydraulikzylinder 30, dessen Ringkolben 28 mit dem Ringkolben 26 des Schlauchkopfes 3 in starrer oder loser Verbindung steht An den Hydraulikzylinder 30 schließt eine Kolbenzylinderanordnung 23 an, deren Kolben 24 mit dem Düsenkern 6 verbunden ist, so daß durch Zufuhr eines Druckmittels durch eine der Leitungen 25 der Düsenkern 6 gehoben und gesenkt werden kann zur Verstellung der Größe des ringförmigen Düsenspalts. Am oberen Ende des Ringkolbens 26 ist eine waagerechte Betätigungsstange 27 angeordnet, die zur Betätigung einer Steuereinrichtung dient. Der Ringkolben 28 besitzt einen Bund 33, oberhalb des Bundes 33 ist eine zwischen diesem und einem Deckel 29 eingespannte Dichtungsmanschette 34 angeordnet, die beim Heben und Senken des Ringkolbens 28 an der Innenwand des Hydraulikzylinders 30 gleitet. Am oberen Ende des Hydraulikzylinders 30 ist ein Anschluß 31 für eine Druckmittelleitung vorgesehen zum Abwärtsbewegen des Ringkolbens 28. Im unteren Bereich des Ringkolbens 28 ist ein Anschluß 32 für eine weitere Druckmittelleitung vorgesehen, zum Anheben des Ringkolbens 28. Unterhalb des Anschlusses 32 ist eine gegen einen Anschlag anliegende Dichtungsmanschette 35, die durch eine Preßschraube 36 in dichtender Anlage an dem Hydraulikkolben gehalten ist, vorgesehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Strangpreßkopf zum Herstellen eines Hohlstranges aus thermoplastischem Werkstoff mit einer quer im Strangpreßkopfmantel angeordneten Einlrittsbohrung, einer Einrichtung zum Umlenken und Verteilen des thermoplastischen Werkstoffes in einen axial zum Strangpreßkopf verlaufenden, durch einen axial verschiebbaren Ringkolben in seinem Volumen ringförmigen Stauraum, einer konzentrisch zu einem axial verschiebbaren Düsenkern des Strangpreßkopfes angeordneten Hülse, die mit ihrem dem Austrittsspalt des Strangpreßkopfes zugewandten konisch verlaufenden Ende einen Durchtrittsspalt für den Durchtritt des thermoplastischen Werkstoffes in den Stauraum bildet, einer Einrichtung zum axialen Bewegen des Ringkolbens und einer Einrichtung zum axialen Bewegen des Düsenkerns, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Umlenken und Verteilen des thermoplastischen Werkstoffes aus einer die Hülse (16) umgebenden Ringnut (12) besteht, in die die Eintrittsbohrung (11) mündet und deren Innenwand von der Hülse (16) gebildet ist, die auf dem Ringkolben (26) relativ zu diesem axial verschiebbar und als Abstreifer dienend angeordnet ist, und daß der Durchtrittsspalt als veränderbarer Drosselspalt (19) mit gegenüber der Ringnut (12) geringerem Querschnitt zwischen der Ringnut (12) und dem Stauraum (7) ausgebildet ist.

2. Strangpreßkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (12) exzentrisch zur Hülse (16) mit einem von der Eintrittsstelle der Eintrittsbohrung (11) an gleichmäßig an beiden Seiten bis zu der der Eintrittsstelle diametral gegenüberliegenden Stelle abnehmenden Querschnitt ausgebildet ist und daß in die Ringnut (12) an der der Eintrittsstelle der Eintrittsbohrung (11) gegenüberliegenden Seite ein auf der Außenfläche der Hülse (16) dichtend aufliegendes, an sich bekanntes, mit einer Führungsnase (14) versehenes, in den Strangpreßkopf (1) einbaubares Leitstück (13) ragt.

3. Strangpreßkopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkern (6) im Ringkolben (26) geführt ist.

4. Strangpreßkopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (26) an seinem vom Austrittsspalt abgewandten Ende eine in Abhängigkeit von dem Kolbenhub betätigbare Betätigungsstange (27) für eine Steuereinrichtung trägt.

SS