DE1900318C - Vorrichtung zum Regeln der Wandstarke eines aus einer Rmgduse ausgepreßten höh len Vorformhngs aus thermoplastischem Kunststoff zum Herstellen eines Hohlkor pers nach dem Blasverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Wandstärke eines aus einer Ringdüse ausgepreßten hohlen Vorformling* aus thermoplastischem Kunststolf zum Herstellen eines Hohlkörpers nach dem Blasverfahren, wobei die Ringdüse zwisehen einem Mantel und einem in diesem angeordneten mehrteiligen Düsenkern gebildet wird, von dem mindestens ein Teil zur Änderung der Düsenaustrittsölfnung mittels eines druckmitielbeaufschlaaie.11 Kolbens in seiner axialen Lage verändert wird.

Die bekannten Extruderköpie zum Herstellen um Vorformlingen mit unterschiedlicher Wandstärke weisen ein Gehäuse auf. welche» mit einem Einlaß- und einem Auslaßkanal für den Fluß de» Kunststoii- :/..:ie::.il» ver»ehen i»t. Im Auslaßkanal ersireckt »ich dabei ein zentral angeordneter Düsendorn, welcher in der Düsenöffnung endet. Durch diese Anordnung entsteht ein Ringkanal für den den Exti-iderkopf .'urchfiießenden Kunststoff, der als röhrenförmiger Vorformling für ein nachfolgendes Blastormen aus der Dü»enölTiiLing austritt.

Bei den bekannten Bauiornien wird der Auslaßkanal für das KuiWstoffmaterial durch einen den Düsendorn in konzentrischem Abstand umsiebenden Mantel gebildet. Zum Ausirittsende hin verjüngt »ich 2= Jer Au»l.:bkan.i! /u einer Düsenoilnuna. Je nach der axialen Lage de» DüsenJorne» in der Düsenolfnung ändert »ich die Weite des Rmii>p_ilie» zwi-■c:ie:i Jen! Düsendorn und c-. r Düsenöiinuiu. L'm p.un die WanJsia.ke eine» ai;» dem Ringspai; extrudienen Vorformlings ν ärgeren .-j können, muS die „;xi.ile Lage de» Düsendorn» während de» ExtriiUiervorgang» verändert werden. Bei J. .1 bekannten Vorrichtungen erfolgt die» dadurch, daß der Düsendorn im zur Düsenöffnung führenden Auslaßkanal axial ■verschiebbar gelagert i»i und je nach der gewünschten W anJ»;ärke de» N'orformjings entweder auf die Dü»enöffnung zu bzw. durch die Dis»enöfii!uiii; hinliurch oder \ott der Du^enöSTnune wec in axialer Runumg bewegt wird. Die Stelle, an welcher der 4 = ji\i.ii verschiebbare Düsen«.)"rn au» »einem Gleitlager in der, Auslaßkanal eintritt »tcht mit dem Kun-t-:oiT-tn.iie'ia! /u' He:>;ei!unc de» Vorformling» »tänJu. m

In Jen H. reichen, in denen metallische Ober- i; H .u Ik:-. ..Lik:^:nder gleiten, »e'./t »ich nun Kun»i»toil

kos■ »j .!ii;e /ei; fur die notwendige Säuberung ■· erlorenteh! Die Ki:n»ts;otf.ib!at:eTLincer. im Bereich Ii.r .;ufe: i.::iJer gleitenden mc;.iiu»che;i Oberflächen 5: tu'en weiterhin in den /u extn;JierenJen Vnriornilisii.:- ·■! eine Siruicnbildu^j; und eine F^nifarhung Iktv.t Hei Jen bckannteii Vorruh:.;nt:en /um Ex- |riidu^-i:i von \ ·τίιτmimje:i tretet! K»i>-;Jcr» bei «le: \er_i;-

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liirvwue·; .ι if. da diese» F'iiKvinvkhIi'r:d bes^ndir* *-^l!.:ii c ■-; ;ur einen ihi-"ii*chen Abbau Die Ablagerungen erklären sich dadurch, daß aufeinander gleitende, metallische Flächen rauh werden und sich der kunststoff an solchen Rauhigkeiten ansetzt. Der *o .ui du sen aufgerauhten Fliichrn inhaftende KunM-sioli verbrennt und /erf.iili diidiinh. was wiederum du I 1 siithe dafür ist. dali der über diese Flächen sironiindi- Kunststoff weiterhin zerleg! wird

IKr Irtinduug liegt die Anfgiifv zugrunde, eine N'i>rriihliing /tini Fttrudicren von Vorformlingen mit uiiliTM liietllicher W.indM.irke /ii schaffin. K^-i vs. Κ lh ' Ulli· MreiftnHliliing und Fnlfärbuiii: iles N'orformlings auf Grund von aufeinander gleitenden Metallflächen vermieden ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung gemäil der F.rfindung dadurch erreicht, daß die Düsunaustrittsöffnung in Abhängigkeit von der Längenänderung des mindestens auf einem Teil seiner Länge aus elastisch dehnbarem Metall bestehenden Düsenkernes veränderbar ist. der eine sich axial erstreckende sacMnchartige Bohrung aufweist, an deren Boden eine in der Bohrung axial bewegbare Kolbenstange angreift, die an ihrem dem Boden und damit der Düsenaustrittsiilfnung abgesandten linde mit einem mit einem gasförmigen oder vorzugsweise tropfbaren Druckmittel beaufschlagbaren Kolben verbunden ist.

Bei der ertlndungsgemäßen Vorrichtung sind keine aufeinandergleitende Metallflächen innerhalb des vom Kunststoff eingenommenen Raumes vorhanden. Irgendwelche Ab- oder Anlagerungen von Kunststoff können daher im Bereich des seine axiale Lage ändernden Düsendomes nicht mehr auftreten. Lin Zersetzen. Zerlegen oder Verfärben des Kunststoffes, was den daraus hergestellten Vorformling unansehnlich oder gar für »eine Weiterverarbeitung unbrauchbar macht, ist auf diese Weise vollkommen vermieden. Auch i»t üie erfnidungsgemäöe Vorrichtung äußerst einfach und rasch ?u reinigen.

Um die Längenänderung des Düsenkerns stufenlos, genau und fein variieren und einstellen zu können. i»i die Längenänderung des Du»enkerns in vorteilhafter Weise durch Änderung de» Druckes des Druckmittel» veränderbar.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Äusführungsbeispick näher erläutert. Es zeigt

F i e. 1 einen Axialschnitt einer Vorrichtung mit einer Rincdüse und einem in sv-per Lage veränderbaren Düsenkern.

Fig. I einen Schnitt nach der Linie 2-2 der F i ΐ.. 1 mit Koibenkammer. Kolben und stern;j:ü.; angeordneter: Siegen des Düsenkernes.

Fi g. 5 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1. mit Einiaßkani! fur die Druckflüssigkeit in einem Steg.

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4--i i_er Fig. i. mit Ancrdnuiu' der Kolbenstange und des Di;s·. ·> kenie» nmeihdib des ν ieiidu»e».

Fii; > eine Seitenjn'kht eine» Vorformling, teilweise im Schnitt, zur VeransehjLi'uhuR;; d-.r unterschiedlichen War.ddicke. u:ul

Fig." eine >ci:e;i;i:>uii;. ;.il ..^c im Schnitt einer F-'lasche. die u:;ren Hki·.'' ■: men jü» dem \'orformhnt iieinäß Fii:. 5 hereesu'!; .vorden ist.

In Λ*- F ■ : i. s u:-.d '' Vl '. .niut 20 .-inin erfindungsi;. ;';.:iv ■■, Extruderkopf ;i seiner Gesamthut. welche¹· sch /um Extrudieren \ "n Vorformlingen 34 temiiß F ig 5. z. B. .iu» F'olväthvlen. !OlW)rol und insbesondere Polyvinylchlorid (PNC) und anderen IhcrmoplasiiAi-hen oder duroplastischcn Kunststoffen durch F.xtrusion verwenden laut, wobei die Vorfonnlinge 34 einen konstanten Aulkndurihmesser. jedoch einen veränderlichen Innendurchmesser aufweisen. Der Wanddickemintetsihied des Vorformlings 34. dessen unterschiedliche Wanddicken in Fig. 5 im oberen Teil 35 mit \ und im unteren Teil 36 mit B angedeutet sind, irniögliihi die Herstellung von Flaschen 37. beispielsweise der in Fig 6 angedeuteten Formgebung und anderer Hohlkörper mit im

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wesentlichen gleichförmiger Wnnddicke, wenn man den Vorformling 34 mit einem Hohlkörperhlaswerkzeug umschließt und durch Druckluft aufweitet, so daß er die Innenkontur des Blaswerkzeuges erhält. Das I lohlkörperblaswerkzeug ist in der Zeichnung iianR-Mcüt. In Fig. ή sind die Teile der Flasche 37 mil den Buchstaben C bzw. D bezeichnet, welche den Teilen 35 bzw. 36 mit den Wunddicken A bzw. Ii des Vorformlings 34 entsprechen.

Indem einem Vorformling unterschiedliche Wanddicken aufgegeben werden, können uns ihm durch Blasformen Hohlkörper unterschiedlichster Formgebungen mit gleichförmigen Wanddicken hergestellt werden. Wurden Voriormlinge mit gleichförmigen Wanddicken verwendet werden, so würden die aus ihnen hergestellten Hohlkörper ungleichförmige Wanddieken aufweisen. Wird eine Flasche 37, beispielsweise die in F ig. ή dargestellte, durch Blasformen aus einem Vorformling hergestellt, dessen unterer Teil eine größere Wanddicke aulweist, dann ist es möglich, ausreichend polymeres Material für den vergröüerten unteren Abschnitt D aer Flasche 37 zur Verfügung zu stellen, so daß die Wanddicke dieses Abschnittes der Flasche 37 im wesentlichen gleich ist der Wanddicke des kleineren, oberen Abschnittes C der Flasche 37.

Wenngleich die F i g. 4 und 5 veranschaulichen, daß mittels tie·, Fxtrutlerkopfes 20 Vorl'ormlinge 34 mit kreisförmiger Qucrschniusfliichc hergestellt werden, isi ohne weiteres erkennbar, daß auch Vorfonnlinge der verschiedenartigsten Qiieisclinillsllächen hergestellt werden können.

Das in F i g. 1 dargestellte Aiisführungsbcispiel eines Fxtiiiderkopfes 20 umfaßt einen mittleren Gehäuseteil 42, auf dessen obere Stirnfläche ein oberer Gehäuseteil 42« mittels Kopfsehrauben 27« befestigt ist. Hin unterer Gehäuseteil 32 ist durch einen Ringkörper 26 mittels Kopf schrauben 27 am mittleren Gehäuseteil 42 befestigt.

Die Gehäuseteile 32, 42, 42« schaffen einen kontinuierlichen Kanal, durch welchen hindurch der Kunststoff gediückt wird, um von der Bohrung 28 über die Bohrung 28« zu der Auslaßbohrung 7.8/) zu gelangen, über welche er den Extruclerkopf 20 als Vorformling verläßt. Innerhalb der Bohrungen 28, 28« und der Auslaßbohrung 28/3 ist ein Düsenkern 31 von komplementärer Querschmttsfläche in bezug auf die Auslaßbohrung 28/) des unteren GehäusL'leils 32 zentriert befestigt. Im Rereich dieser Auslaßbohrung 28/) wild somit ein ringförmiger Diisenspalt gebildet, und zwar im Ausfiihrungshcispiel durch nach innen geneigte Flächen 38 und 3" ties unteren Gehäuseteil* 32 bzw. des Düsenkernes Jl. Der Abstand /wischen diesen I lachen 38 und 39 bestimmt die Wanddicke des Vorformlings 34, welcher durch die Ringdiisc cxtrudierl wird, wenn der Kunstslolf unter Druck durch die Bohrungen 28, 28« Und die Auslaßbohrung 28b fließt.

Die Gehäiiscleilc 42«, 42 und 32 und der Ringkörper 26, welche in Fig. 1 dargestellt sind, sind nur ein Beispiel des Extruderkopfcs.

Wie aus ilen F i μ. I und 4 erkennbar, ist der Düsenkern 31 inneihalb der Gehäuseteile 42 und 32 angeordnet. Hr erstreckt sich nach abwärts und endet in der unteren Stirnliiiche des imlercn Gehäuseteiis 32. Der tinlerc, ciitlscitigc Teil des Düsenkernes 31 liegt in einer Hbene m'i der Stirnfläche des unteren Ciehüiiscli'ils 32, wenn sich der Düsenkern 31 in seinem entspannten oder normalen Zustand helindei.

Um den Fluß des abwärts zu der Auslabhohruug 2Hb hin fließenden Kunststoffes zu verändern und um dadurch einen Vorformling 34 unterschiedlicher Wanddieken zu erhallen, beispielsweise einen Vorformling 34 gemäß F i g. 5, ist nun der Düsenkem 31 mit einer Einrichtung versehen, welche eine Verkleinerung oder Vergrößerung des Ringdüsenspaltes

,,, ermöglicht, indem die !lachen 38 und 30 aufeinander zu bewegt werden. Dies wird ermöglicht, indem im Innern des aus einem ausdehnungsfähigen oder streckbaren Metall, wie Titan, hergestellten Diisenkernes31 ein Kolben 21 mit einer zugeordneten

,r, Kolbenstange 25 angeordnet wird, wobei der Kolben 21 in einer Kolbenkammer 22 angeordnet ist. Iu diese Kolbenkammer 22 isi über einen kiiilaßkanal 29 eine hydraulische Flüssigkeit einleitbar. Der Kolben 21 ist mit Dichtungen 24. wie

_2n O-Ringen, versehen, und au '..rdem ist ein Auslaßkanal 30. 30« vorgesehen, U¹XT welchen versickernde Druckflüssigkeit, d. h. Druckflüssigkeit, welche an den üichtringen 24 vorbei in d-n unteren Teil der Kolbenkammer 22 gelangt, abgeführt werden

2_S kam

Die Kolbenstange 25 erstreckt sich innerhalb des Düsenkernes 31 nach abwärts, und zwar innerhalb einer Bohrung 33, welche so groß bemessen ist, daß sich die Kolbenstange 25 bezüglich der Innenwand

₃f, des Düsenkernes 31 fid bewegen kann. Das eine Ende der Kolbenstange 25 berührt den Boden 411 der Bohrung 33. Das andere Ende tier Kolbenstange 25 ist mit dem Kolben 21 verbunden. Wird eine hydraulische Flüssigkeit unter Druck in die Kolbenkammer 22 eingeführt, dann wird der Kolben 21 nach abwärts gedrückt, dadurch wird auch die Kolbenstange25 nach abwärts bewegi, was wiederum zur Folge hat, daß der unterste TeH des Düsenkerns 31 über die Auslaßbohrung28/> hinaus ausgeschoben v.ird und dabei die Flächen 38 und 39 aufeinander zu bewegt werden. Dadurch wird die Weite des Ringdüsenspaltes verringert, so daß die verringerte Wanddicke A im oberen Teil 35 des Vnrformlings 34 gemäß Fig. 5 hergestellt werden kann.

Um die vorbeschriebene Bewegung der Kolbenstange 25 nm vorteilhaftesten für die programmiert wechselnde Wanddicke der Vorformlinge 34 ausnutzen zu können, ist der untere Gehäuseteil 32 im Bereich der Auslaßbohrung 28fr um ein geringes Maß in seiner öfTnungswe'te konzentrisch verringert, indem eine nach innen /11 dem Düsenkern 31 hin geneigte Fläche 38 vorgesehen ist. Das untere linde des Düsenkcrni.'s 31 ist gleichfalls mit einer nach innen geneigten Fläche 39 versehen, welche in ihrer Ricliiuiig uik! in ihrem Winkelmaß der geneigten Fläche 38 des unteren Gehäuseteiis 32 entspricht. Der Ringdüseiispalt der Auslaßbohrung 28fr ist ent lang der Bohrungswaiul 41 gleichförmig dimensioniert, während sich der ausdehnungsfiihige oder streckbare Düsenkem 31 in seiner entspannten und nicht ausgedehnten Lage befindet.

Durch Veräiulerunu des Innendurchmessers des Vorformlings 34 wird ein oberer Abschnitt 35 und ein unterer Abschnitt 36 mit den Wanddieken/I bzw. /J geschaffen. Der Düsenkem 31 wird dadurch gestreckt, daß man den Kolben 21 mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt, daß dieser sich nach abwärts bewegt und dabei seine Kolbenstange 25 den Hoden M)

der Bohrung 33 mit Druck beaufschlagt. Dies bewirkl. daß die abgcsclirägtc F lache 39 des Düsenkerncs 31 sich der Fläche 38 des linieren Gchäuscteils 32 niihert. wodurch die Größe des Ringspaltes im Bereich des unteren Kndes der Bohrung 28 b verkleinert und dadurch die Menge des ausfließenden Kunststolfes eingeschränkt wird. Die dem Vorformling 34 im Bereich des Ringdüsenspaltes aufgegebene Wanddick«; verringert sich dann also von der Dicke Π zu der Dicke A.

Wird der hydraulische Druck verringert, dann wird dadurch die Schubkraft des Kolbens 21 und der Kolbenstange 25 verringert, was zur Folge hat, daß sich der Düsenkerii31 in seine normale, nicht gestreckte Länge zusammenzieht. Für bestimmte Anwendungsfälle kann es vorteilhaft erscheinen, die Neigung der !•lachen 38 und 39 im unteren Bereich des unteren (ichäuseteils 32 bzw. des Düscnkerncs 31 nach außen verlaufen zu lassen, was dann zur Folge hätte, daß bei einer axialen 1.ängung des Düsenkernes 31 der Abstand zwischen den Flächen 38 und 39 vergrößert würde, folglich also auch die Wanddicke des extrudierten Vorformlings 34 vergrößert würde.

Der untere Gehäuseteil 32 ist in einer gebräuchlichen Bauart des Lxlruderkopfes 20 mit einer nicht dargestellten Heizeinrichtung versehen, um dadurch den Kiinststolf entlang seines F-'ließweges von der Bohrung 28 zu der Auslaßbohrung 28/) hin in fließfähigem oder extrudierbarcm Zustand zu halten. Weiterhin nicht dargestellt ist eine herkömmliche Einrichtung zum Ablängen der einzelnen extrudierten Vorfomilingc. nicht dargestellt ist auch das HoIiI-kürperblaswerkzeug. welches die abgelängten Vorformlinge umschließt, so daß diese dann mittels Druckluft aufgeweitet werc'en können.

Fig. 4 veranschaulicht die konzentrische Anordnung der Kolbenstange 25 innerhalb der Bohrung 33 iles Düsenkernes 31. welcher sich innerhalb des unteren Gehäuseteil* 32 nach abwärts erstreckt. Der Diisenkcrn 31 ist mittels sternartig angeordneter Stege am mittleren Gehäuseteil 42 befestigt. Die Anordnung dieser Stege ist in I'ig. 7 veranschaulicht, aus welcher auch die Führung des Einlaßkanals 29 für die hydraulische Flüssigkeit und des Aiislaßkanals 30. 30« erkennbar isi. Die KunststofFschmelze fließt kontinuierlich von der Bohrung 28 an den Stegen 23 vorbei in die Bohrung 28« und von dieser in die Auslaßbohrung 28 b, um dann über den Ringdüsenspalt als Vor formling 34 aus der Düse auszutreten.

Der Ilxtrudcrkopf 20 kann aus Werkzeugstahl odei irgendeinem anderen Metall geeigneter Festigkeit her· gestellt werden. Die Innenflächen des Fixtruderkopfe; sind vorzugsweise chromplatticrt. um dadurch eir mögliches Anhaften zu reduzieren, wenn Polyvinylchlorid cxtrudieit wird. Der Düsenkern 31 sollte aus einem Metall mit niedrigem Elastizitätsmodul hergestellt sein, beispielsweise aus Titan, um dadurch eitu maximale Ausdehnungsfähigkeit bzw. Streckbarkeil bei einer vorgegebenen Belastung und eine lange Standzeit zu erhalten.

I3ie Vorrichtung ist geeignet zum Programmieren der Wanddicke extrudiertcr Vorformlinge aus thermoplastischem Kunststoff, welche nachfolgend durch Blasformen in Hohlkörpern umgewandelt werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Regeln der Wandstärke eines aus einer Ringdüse ausgepreßten hohlen Vorformling* aus thermoplastischem Kunststoff zum Herstellen eines Hohlkörpers nach dem Blasverfahren, wobei die Ringclüse zwischen einem Mantc- und einem in diesem angeordneten mehrteiligen Düsenkern gebildet wird, von dem mindestens ein Teil zur Änderung der Diisenaustrittsöffnung mittels eines druckmittelbcaufschlagten

Kolbens in seiner axialen Lage verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenaustrittsöffnung in Abhängigkeit von der Längenänderung des mindestens auf einem Teil seiner Länge aus elastisch dehnbarem Metall bestehenden Düsenkernes (31) veränderbar ist, der eine sich axial erstreckende sacklochartige Bohrung (33) aufweist, an deren Boden (40) eine in der Bohrung (33) axial bewegbare Kolbenstange (25) angreift, die an ihrem dem Boden (40) und damit der Düsenaustrittsöffnung abgewandten Ende mit einem mit einem gasförmigen oder vorzugsweise tropfbaren Druckmittel beaufschlagbarcn Kolben (21) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenänderung des Düsnn-

kcrns(31) durch Änderung des Druckes des Druckmittels veränderbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen