DE1809285A1

DE1809285A1 - Kalibrierbuechse mit Fluessigkeitskuehlung

Info

Publication number: DE1809285A1
Application number: DE19681809285
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Friederich
Original assignee: Roehm and Haas GmbH
Current assignee: Roehm and Haas GmbH
Priority date: 1968-11-16
Filing date: 1968-11-16
Publication date: 1970-06-11

Description

Kalibrierbüchse mit Flüssigkeitskühlung Die Erfindung betrifft eine verbesserte Kalibrierbüchse ftlr die Herstellung kalibrierter Rohre und anderer Hohlprofile aus thermoplastischem Material. Kalibriervorrichtungen werden üblicherweise bei der Extrusion von Hohlprofilen, besonders Rohren, aus thermoplastischem Kunststoff angewendet und dienen dazu, den heiß und noch plastisch aus der Düse austretenden Hohistrang vor dem Zusammenfallen zu bewahren.
Sie erfUllen diese Aufgabe, in-dem sie den Hohistrang durch einen inneren Überdruck oder durch äußeres Vakuum unter gleichzeitiger KUhlung an eine Kalibrierbüchse, deren Innenwand genau der Außenwand des herzustellenden Profils entspricht, andrücken. Zur vollständigen K4ihiung läßt man den Hohlstrang nach dem Verlassen der KalibrierbUchse noch durch ein Wasserbad laufen. Die Kalibrierbüchse wird durch einen KUhlmantel gekühlt.
Es ist technisch schwierig, den Kunststoffstrang durch inneren Uberdruck gegen die Kalibrierbüchse zu pressen, da das Hohlprofil durch einen gleitenden Kolben druckdicht verschlossen werden muß. Es ist einfacher, die Kühlfläche der Kalibrierbüchse durch eine oder mehrere den Strang umfassende Vakuumzonen zu unterbrechen. Infolge des Schlupfs zwischen Kalibrierbüchse und Hohlstrang dringt Wasser aus dem nachgeschalteten Wasserbad in die Kalibrierbüchse ein, verdampft dort und hinterläßt Kesselstein, der wiederum die oberflächenbeschaffenheit der Hohlprofile beeinträchtigt.
Ein weiterer Nachteil der bekannten KalibrierbUohsen liegt in der Schwierigkeit, die Kühlfläche auf einer im Querschnitt gleichmäßigen Temperatur zu halten. eine ungleichmäßige Temperaturverteilung führt zu Profilabweichungen, bei Rchren zu ovalen Querschnitten. - Diese Mängel werden durch die Kalibrierbüchse mit Flüssigkeitsicühlung gemäß der Erfindung vermieden. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß sie in der Berührungsfläche mit dem Hohlprofilstrang mindestens einen vertieften, offenen Gang aufweist, der mit einer Zulauf- und einer Ablaufleitung für die KUhlflüssigkeit verbunden ist, und daß der Flüssigkeitsdruck innerhalb des genannten Ganges im Betriebszustand niedriger gehalten wird als der Druck im Innern des Hohlprofils.
Die Kalibrierbüchse gemäß der Erfindung eignet sich zum Kalibrieren von extrudierten Hohlprofilen aus thermoplastischem Material jeder Art, insbesondere aus thermoplastischen Kunststoffen. Grundsätzlich kommen auch andere Stoffe in Frage, wie bituminöse Massen oder - sofern ein geeignetes Kühlmedium dafür vorhanden ist - Metalle oder Glas ls Kühlflüssigkeit wird vorzugsweise Wasser verwendet, jedo'I kann man auch, wenn höhere Siedepunkte erforderlich sind oder wasserempfindliche Werkstoffe extrudiert werden, mineralische Öle, Silikonöl oder andere organische Flüssigkeiten verwenden.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist in Figur-l dargestellt. Der in der Extruderdüse 1 erzeugte Hohiprofilstrang 2 durchläuft die Kalikbrierbüchse 3 und das Wasserbad 4. In die Innenwandung 5 der Kalibrierbüchse ist ein vorzugsweise mehrgängiges Gewinde 6 eingeschnitten, das den Hohlprofilstrang schraubenförmig umwindet. Dieses Gewinde ist mit dem Zulaufanschluß 7 und dem Ablaufanschluß 8 verbunden, Die Pumpe 9 erzeugt einen Wasserkreislauf, wobei Kühlwasser aus dem Wasserbad 4 durch die Leitung 10 über das Drosselventil 11 and den @ulaufanschluß 7 in das Gawinde 6 eintritt, dies@@ durchfließt und über den Ablaufanschluß 8 der Pumpe 9 @ue@römt. Diese fördert das Wasser durch den kühler 12 über die Leitung 13 wieder in das Wasserbad 4.
Die erfindungsgemäße Kalibrierbüchse wirkt in der Weise, daß der Hohlprofilstrang an den offenen Gängen 6 unmittelbar durch die Kühlflüssigkeit gekUhlt und gleichzeitig infolge der Druckdifferenz zwischen der Kühlflüssigkeit und dem Inneren des Hohlprofils, wo in der Regel der atmosphärische Luftdruck herrscht, an die Wandung 5 der Kalibrierbüchse gedrückt wird. Der Unterdruck der Kühlflüssigkeit gegenüber dem Innern des Profils wird auf einen Wert eingestellt, der einerseits ausreicht, um das Hohlprofil an die Wandung der Kalibrierbüchse anzudrücken, der aber andererseits die Reibung zwischen der Kalibrierbüchse und dem Hohlprofilstrang möglichst gering holt. Der Druck der Kühlflüssigkeit knn entweder über das Drosselventil 11 oder über die Pumpenleistung reguliert werden.
Auf die Leitung 10, das Drosselventil 11 und den Zulaufenschluß 7 kann verzichtet werden, wenn der Ringspalt 14 zwischen dem Ende der Kalibrierbüchse und dem Hohlprofil breit genug ist, um als Zulaufleitung ttir die Kühlflüssigkeit toF Flüssigkeitsbehälter 4 zum Gang 6 zu dienen. Da der Spalt 14 eine unveränderliche Dresselwirkung hat, kann der Druck in diesem Falle nur über die Pump@@leistung eingestellt wer@@@ Das Gewinde kann such bis zum Ecde der Kalibrierbüchse durchlaufen und gegen das Wasserbad offen sein, so daß das offens Ende 14 als Zulaufleitung dient. Das @ühlwasser hat da@@ in den dem Waseerbad am nächstem liegenden Gewindegängen pr@@-tisch keinen Üntsrdruck. Durch den Strö@@@@@@@iderstand des Wassers wird ein zu@@mender Ümterdruck in @@@@@ung auf @@@ Ablaufansehluß 8 aufgehaut. @@i dis@@r Ausf@@@@@@@@@@ ist es zweckmäßig, die kali@ri@@@@@@se in@@erhaib des Wass@@@@@@ anzuordnes, wie in Figur 2 @@@@@@tellt. Zur D@@@@@@@@@@@@@@@ dient da@@ das Ventil 15 @@@@@n Ablaufansch@@@ und F@@@@ @@ + 8 Die erforderliche Druckdifferenz kann auch durch einen Überatmosphäpischen Gasdruck innerhalb des Hohlprofils gegeenüber @iner unter Atmosphärendruck oder ggf. leichtem Überdruck stehenden Kü@lflüssigkeit erzeugt werden. Der Hohlprofil-Strang wird in diesem Falle mit einem gleitenden Kolben, der mit dem Kern der Extruderdüse verbunden ist, verschlossen. Das Innere des Hohlprofils ist mittels einer durch den Ke@n der Eatrusionsdüse führenden Leitung mit einem Druckgasbehälter verbunden. Vorzugsweise wird jedoch die Druckdifferenz durch einen Ünterdruck der Kühlflüssigkeit erzeugt Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber den bekannten Kalibrierbüchsen erhebliche Vorteile Die unmittelbare Be rührung des Profil stranges mit dem Kühlmedium bedingt einen guten Wärmeübergang, ver eine entsprechend kurze und raum sparende Ausgestaltung der Kalibrierbüchse ermöglicht Auch bei Verwendung von Wasser als Kühlmedium entfallen die durch Kesselsteinbildung entstehenden Schwierigkeiten konventioneller Vakunmkalibrierbüchsen. Die Temperatur des Kühlmedi ums ist an jeder Stelle des Umfangs gleich hoch, so daß der Strang völlig gleichmäßig und spannungsfrei abgekühlt wird.
Auf diese Weise werden zwei häufig auftretende Fehler bei der Extrusion von Hohlprofilen, insbesondere von Rohren, nämlich die Streifenbildung infolge Kesselsteinansatz in der Kalibrierbüchse und Ausbildung eines ovalen anstatt kreisrunden Querschnittes infolge ungleichmäßiger Abkühlung, vermieden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Kalibrierbüchse mit Flüssigkeitsküblang zum Kal@@@@@@@@von extrudierten Hohlprofilen aus thermoplamti@@@@@@@@@@@al, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Kalibrierbüchse in der Berührangerläche mi@ dem Hohlprofilstrang mindestens einen vertrefsen, offesen Gang aufweist, der mit einer Zulauf- und einer @@@au@@@@@@@@ für die Kühlflüssigkeit verbunden ist, und daß der Fläss@@keitsdruck innerhalb des genannten Gunges im Geb debszustand niedriger gehalten wird als der Druck im La@@@@ren des Hohlprofils.

2. Kalibrierbüchse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der vertiafte Gang den Hchlprofllstrang schra@benfö@mig umwindet.

3. Kalibriderbüchse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser als Kühlflüssigkeit verwendet wird.

4. Kaltb@@ erbüchse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlfüssigkeit einen unter dem @tmoaphärendruck liegenden Druck hat.

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