DE1953114A1

DE1953114A1 - Multi-layer tube extrusion head

Info

Publication number: DE1953114A1
Application number: DE19691953114
Authority: DE
Inventors: Gerd Albrecht; Guenter Augustin; Rolf Dipl-Ing Hessenbruch
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1969-10-22
Filing date: 1969-10-22
Publication date: 1971-05-06

Abstract

Head for extruding single or multi-layer tube comprises supply ducts each leading to a distribution chamber centrally placed in head axis. From distribution chamber, radial ducts lead to a ring of overlapping chambers around the head, which are in turn connected either directly or through an annular balancing duct, with the annular nozzle. Arrangement ensures improved mixing of flow, preventing streaky effect on tube.

Description

Spritzwerkzeug für die Herstellung von Ein- oder Mehrschichtschläuchen Die Erfindung betrifft ein Spritzwerkzeug für die Herstellung von Ein- oder Mehrschichtschläuchen oder -folien, bei dem die Zuleitungen für die zu verspritzenden thermoplastischen Massen bis zu Verzweigungsstellen in der Arbeitsachse des Werkzeuges geführt und von dort über eine Vielzahl von strahlenförmig angeordneten Verbindungsleitungen unmittelbar oder mittelbar mit den Ringdüsen verbunden sind. Spritzwerkzeuge dieser Art sind für die gleichzeitige Verarbeitung von mehreren thermoplastischen Komponenten in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 18 08 883.0-16 beschrieben. Sie haben den Vorteil, daß das Einströmen sämtlicher Komponenten in die Ringdüsen weitgehend symmetrisch erfolgt, wodurch Ungleichmäßigkeiten der Schlauchzusammensetzung und Schlauchwandstärke vermieden werden, die sonst dadurch entstehen, daß die Zuleitungen für die einzelnen Komponenten an verschiedenen Stellen des Werkzeuges angeordnet sein müssen. Die gleichen Vorteile ergeben sich auch bei der Herstellung von Einschichtfolien, weshalb solche Werkzeuge auch dort Verwendung finden.Injection tool for the production of single or multi-layer hoses The invention relates to an injection molding tool for the production of single-layer or multi-layer hoses or foils, in which the supply lines for the thermoplastic to be sprayed Masses up to branch points in the working axis of the tool and from there via a large number of connecting lines arranged radially are directly or indirectly connected to the ring nozzles. Injection tools this Kind are for the simultaneous processing of several thermoplastic components in the unpublished German patent application P 18 08 883.0-16. They have the advantage that all components flow into the ring nozzles largely symmetrical, which results in irregularities in the hose composition and hose wall thickness can be avoided, which otherwise arise from the fact that the supply lines for the individual components arranged at different points on the tool must be. The same advantages also result in the production of single-layer films, which is why such tools are also used there.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß die Anordnung einer Vielzahl von strahlenförmig verlaufenden Verbindungsleitungen zwischen einer in der Werkzeugachse angeordneten Verzweigungsstelle für den thermoplastische#n Kunststoff- und der Ringdüse zwar eine weitgehende Vergleichmäßigung des Schmelzedruckes über den Umfang des Werkzeuges bewirkt, daß sich aber die aus den Verbindungsleitungen austretenden Schmelzeströme auf ihrem Weg zu den Ringdüsen nur unvollkommen wieder miteinander vereinigen. Die Verhältnisse sind zwar nicht so, daß die einzelnen Ströme selbständig nebeneinander im Werkzeug weiterfließen würden, aber ein vollständiges Vermischen der Ströme bis zum Austritt aus der Ringdüse läßt sich nicht oder nur selten erreichen. Dies hat zur Folge, daß die einzelnen Ströme als Markierungen im fertigen Schlauch erkennbar bleiben, was unerwünscht ist.In practice it has been shown that the arrangement of a variety of Radial connecting lines between one in the tool axis arranged branching point for the thermoplastic # n plastic and the ring nozzle to a large extent equalize the melt pressure causes the scope of the tool, but that from the connecting lines exiting melt flows on their way to the ring nozzles only imperfectly unite with each other. The conditions are not such that the individual streams would continue to flow independently next to each other in the tool, but a complete one Mixing of the streams up to the exit from the ring nozzle is not possible or only possible rarely achieve. This has the consequence that the individual streams as markings remain recognizable in the finished hose, which is undesirable.

Bei bekannten Spritzköpfen zur Verarbeitung von thermoplastischen Massen ist es bekannt, Längsmarkierungen dadurch zu unterdrücken oder zu vermindern, daß in einem zwischen der Dornhalterung und dem Austrittsspalt des Werkzeuges gelegenen Abschnitt die Oberfläche des Dornes mit einem AbBengewinde und die Innenfläche des Gehäuses mit einem gegenläufigen Innengewinde versehen ist. Werkzeuge dieser Art sind beispielsweise im deutschen Gebrauchsmuster 1 788 646 beschrieben. Derartige gegenläufig gearbeitete Doppelgewinde im Innern des Werkzeuges führen jedoch in starkem Maße zu Störungen der Strömung des hochviskosen Kunststoffes und zu sehr unterschiedlichen Verweilzeiten der einzelnen Kunststoffteilchen im Innern des Werkzeuges. Dies ist insbesondere bei solchen Werkstoffen untragbar, die bei der erforderlichen Spritztemperatur bereits in erheblichem Maße zu Zersetzungen neigen. Die Anwendung derartiger gegenläufiger Doppelgewinde auf die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Werkzeugform ist daher nicht ohne weiteres möglich.In known spray heads for processing thermoplastic It is known to the masses to suppress or reduce longitudinal markings that in one between the mandrel holder and the exit gap of the tool Section the surface of the mandrel with a threading thread and the inner surface of the Housing is provided with an opposing internal thread. Tools of this kind are described, for example, in the German utility model 1 788 646. Such However, double threads working in opposite directions inside the tool lead in to a great extent to disturbances of the flow of the highly viscous plastic and too much different dwell times of the individual plastic particles inside the tool. This is unacceptable, especially in the case of materials that are required for the At the spraying temperature already tend to decompose to a considerable extent. The application such counter-rotating double thread to the underlying of the present invention Tool shape is therefore not easily possible.

Bei diesem Stande der Technik besteht die Aufgabe, ein Spritzwerkzeug der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, bei dem ohne Bildung von Strömungsstörungen die Grenzmarkierungen zwischen den im Werkzeug sich ausbildenden Einzelströmungen mit Sicherheit unterdrückt werden.In this prior art, the task is to provide an injection molding tool to propose the type described above, in which without the formation of flow disturbances the boundary markings between the individual flows developing in the tool will certainly be suppressed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die von den Verzweigungsstellen der Zuleitungen ausgehenden strahlenförmig angeordneten Verbindungsleitungen in einander überlappende Kammern einmünden, die ihrerseits unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Ausgleichskanals mit den Ringdüsen verbunden sind. Durch die Anordnung dieser einander überlappenden Kammern werden die Einzelströme etwa wie Streifen mitoihren Randzonen übereinandergelegt, so daß sie dort großflächig einander berühren und sich so miteinander vereinen. Der Effekt kann noch dadurch verstärkt werden, daß die einander überlappenden Kammern in mehreren, vorzugsweise zwei Ebenen (in Arbeitsrichtung des Werkzeuges betrachtet) angeordnet sind.This object is achieved in that the of the Branching points of the supply lines radiating outgoing connecting lines open into overlapping chambers, which in turn directly or below Interposition of a compensation channel are connected to the ring nozzles. By the arrangement of these overlapping chambers are the individual streams approximately like strips with their edge zones superimposed so that they are there over a large area touch each other and thus unite with each other. The effect can still be due to this be reinforced that the overlapping chambers in several, preferably two levels (viewed in the working direction of the tool) are arranged.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die einander überlappenden Kammern einen wenigstens angenähert rechteckigen Querschnitt aufweisen, und die Längsseiten der rechteckigen Querschnittsflächen jeweils mit der Arbeitsachse des Spritzwerkzeuges einen Winkel von 90 bis 250, vorzugsweise von 600 bilden.It is particularly advantageous if the chambers that overlap one another have an at least approximately rectangular cross-section, and the longitudinal sides of the rectangular cross-sectional areas in each case with the working axis of the injection molding tool form an angle of 90 to 250, preferably of 600.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeuges können die Kammern schraubenförmig verlaufende sich gegenseitig überlappende Nuten sein, zwischen denen stegförmige Inseln angeordnet sind, die den Durchtritt der Schmelze zwischen den einander nicht Uberlappenden Bereichen der Nuten verhindern. Auch in diesem Fall bilden die uchraubenförmig verlaufenden Nuten die erwähnten Kammern, die die einzelnen Werkstoffströme in Streifen zerlegen und zwar derart, daß deren Randzonen einander überlappen. Strömungsstörungen werden durch diese Anordnung weitgehend verhindert, so daß die Konstruktion nicht mit der eingangs erwähnten vorbekannten Ausführungsform vergleichbar ist. Vorteilhafterweise sollte der Querschnitt der Nuten jeweils an seinen Enden, insbesondere aber in Strömungsrichtung verjüngt sein, um die gleichmäßige Verteilung des Kunststoffes um den Umfang zu begünstigen.In another embodiment of the tool according to the invention the chambers can have helical mutually overlapping grooves be, between which web-shaped islands are arranged, the passage of the Prevent melt between the non-overlapping areas of the grooves. In this case, too, the helically extending grooves form those mentioned Chambers, which split the individual material flows into strips in such a way that their Edge zones overlap each other. Flow disturbances are largely due to this arrangement prevented, so that the construction does not match the previously mentioned Embodiment is comparable. Advantageously, the cross section should be Grooves should be tapered at each of its ends, but especially in the direction of flow, to promote the even distribution of the plastic around the perimeter.

Schließlich ist es auch möglich, daß die Verbindungsleitungen in einen ringförmigen Ausgleichskanal einmünden, dem unmittelbar oder in nur geringem Abstand schraubenförmig verlaufende Nuten in Arbeitsrichtung nachgeschaltet sind, die ihrerseits mit den Ringdüsen in Verbindung stehen. Auch in diesem Fall handelt es sich um eine Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Gedankens, da in dem zwischengeschalteten Ausgleichskanal infolge der hohen Viskosität und Oberflächenspannung der thermoplastischen Schmelzen keine vollständige Vermischung der Einzelströme eintritt. Der Ausgleichskanal hat lediglich den Zweck, die Vermischung vorzubereiten, und die Einzelströme schon, wenn auch nicht weitgehend, so doch in praktisch erheblichem Maße miteinander zu verbinden. Danach tritt die Masse aus dem Ausgleichskanal aus und in die bereits erwähnten Nuten ein, die so angeordnet sind, daß sie sich mit ihren vorzugsweise verjüngten Enden wiederum in der beschriebenen Art überlappen.Finally, it is also possible that the connecting lines in a Open out annular compensation channel, which directly or at a short distance Helical grooves are connected downstream in the working direction, which in turn are in communication with the ring nozzles. In this case it is also a Further development of the idea according to the invention, since in the intermediate Compensation channel due to the high viscosity and surface tension of the thermoplastic Melting does not result in complete mixing of the individual streams. The compensation channel has only the purpose of preparing the mixing, and the individual streams already, if not to a large extent, then to a considerable extent in practice associate. Then the mass exits the compensation channel and into the already mentioned grooves, which are arranged so that they are preferably with their tapered ends in turn overlap in the manner described.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzwerkzeuges; Fig. 2 eine Kombination aus Längsschnitt und Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1; Fig. 3 eine Ausführungsform mit angenähert rechteckigem Querschnitt der Endkammern, deren Längsseiten mit der Arbeitsachse des Spritzwerkzeuges einen Winkel von 600 bilden; Fig. 4 eine Ausführungsform mit schraubenförmig verlaufenden sich gegenseitig überlappenden Nuten und dazwischen stegförmig angeordneten Inseln; Fig. 5 eine Ausführungsform,bei der die Verbindungsleitungen in einen ringförmigen Ausgleichskanal einmünden, dem schraubenförmig verlaufende sich überlappende Nuten nachgeschaltet sind.The subject of the invention is described below with reference to the enclosed Drawing explained in more detail. The figures show: FIG. 1 a schematic longitudinal section by an embodiment of the injection molding tool according to the invention; Fig. FIG. 2 shows a combination of a longitudinal section and a side view of the embodiment according to FIG Fig. 1; Fig. 3 shows an embodiment with an approximately rectangular cross-section of the End chambers, the long sides of which form an angle with the working axis of the injection molding tool form of 600; Fig. 4 shows an embodiment with helically extending mutually overlapping grooves and islands arranged therebetween; Fig. 5 an embodiment in which the connecting lines in an annular compensation channel open, followed by the helically extending overlapping grooves are.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform dieses erfindungsgemäß aufgebauten Einkomponenten-Spritzwerkzeuges schematisch dargestellt. Das Werkzeug besteht im wesentlichen aus dem Werkzeugkörper 1, dem die zu verarbeitende Kunststoffmasse über die Zuführleitung 2 von einer nicht gezeichneten Quelle, beispielsweise einem Extruder zugeführt wird. Die Leitung 2 führt bis zur Verzweigungsstelle 3, die in der Arbeitsachse 4 des Werkzeuges angeordnet ist. Von dort führt eine Vielzahl von strahlenförmig angeordneten Verbindungsleitungen 5 zu einem ringförmigen Ausgleichskanal 6, der seinerseits über die Zuleitung 7 mit der ringförmigen Austrittsdüse 8 in Verbindung steht. Wie Fig. 2 erkennen läßt, sind die Verbindungsleitungen 5 an ihren Enden stark trichterförmig erweitert, so daß sie dort Kammern 9 bilden, die im dargestellten Beispiel ihrerseits in den ringförmigen Ausgleichskanal einmünden. Es ist zu erkennen, daß die Verbindungsleitungen 5 bzw. die Kammern 9 im dargestellten Beispiel in zwei verschiedenen Ebenen enden wodurch die Möglichkeit besteht, daß sich die Kammern 9 einander gegenseitig überlappen. Diese Anordnung bewirkt, daß die streifenförmig aus den Kammern 9 in den Ausgleichskanal 6 eintretenden Schmelzeströme mit ihren Rändern breitflächig übereinanderliegen und sich dort unter vollständiger Verwischung der Markierungen miteinander vereinen.In Fig. 1 is an embodiment of this constructed according to the invention One-component injection mold shown schematically. The tool consists in essentially from the tool body 1, which the plastic compound to be processed via the supply line 2 from a source not shown, for example one Extruder is fed. Line 2 leads to branch point 3, which is shown in the working axis 4 of the tool is arranged. From there a wide variety of leads connecting lines 5 arranged radially to an annular compensation channel 6, which in turn is connected to the annular outlet nozzle 8 in FIG Connection. As can be seen in FIG. 2, the connecting lines 5 are at their Ends greatly expanded in a funnel shape so that they form chambers 9 there, which are shown in FIG Example in turn open into the annular compensation channel. It is recognizable, that the connecting lines 5 and the chambers 9 in the example shown in two different levels end whereby there is the possibility that the chambers 9 overlap one another. This arrangement causes the melt streams entering the equalizing channel 6 in strips from the chambers 9 with their edges lying on top of each other over a wide area and there under complete Combine the smudging of the marks.

Eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in Fig. 3 dargestellt. Dort ist zu erkennen, daß die Verbindungsleitungen 5 nicht in verschiedenen Ebenen enden, sondern nur in einer. Die Kammern 9 weisen einen wenigstens angenähert rechteckigen Querschnitt auf, und sind so angeordnet, daß ihre Längsachse 10 jeweils mit der Arbeitsachse 4 des Spritzwerkzeuges einen Winkel von 600 bildet. Auch durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Uberlappung der Kammerseiten zu erreichen, und die patentgewollte Wirkung zu erzielen.Another embodiment of the subject matter of the invention is shown in Fig. 3 shown. There it can be seen that the connecting lines 5 are not in different Levels end, but only in one. The chambers 9 have an at least approximately rectangular cross-section, and are arranged so that their longitudinal axis 10 each forms an angle of 600 with the working axis 4 of the injection molding tool. Also through this configuration makes it possible to achieve the overlap of the chamber sides, and to achieve the desired effect.

Eine weitere Möglichkeit zur Erreichung dieses Zieles ist in Fig. 4 dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die Verbindungsleitungen 5 in diesem Fall zu Kammern 9 erweitert sind, die die Gestalt von schraubenförmig verlaufenden sich gegenseitig überlappenden Nuten 11 aufweisen, die zu ihren Enden 11 hin verjüngt sind. Zwischen den Nuten sind stegförmige Inseln 12 angeordnet, die den Durchtritt der Schmelze zwischen den einander nicht überlappenden Bereichen der Nuten verhindern. Auch durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die quasi streifenförmigen Schmelzeströme an ihren Breitseiten übereinander zu legen und dort die markierungslose Vereinigung zu erreichen.Another way to achieve this goal is shown in Fig. 4 shown. It can be seen that the connecting lines 5 in this case are expanded to chambers 9, which are in the shape of helically extending have mutually overlapping grooves 11 which tapers towards their ends 11 are. Bar-shaped islands 12 are arranged between the grooves, which the passage Prevent the melt between the non-overlapping areas of the grooves. This configuration also makes it possible to produce the quasi-strip-shaped melt flows on their broadsides on top of each other and there the unmarked union to reach.

Eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in Fig. 5 dargestellt. Die Verbindungsleitungen 5 enden in diesem Fall ohne oder mit Erweiterung zu Kammern 9 in einem ringförmigen Ausgleichskanal 6. Aus diesem Kanal, in dem schon eine weitgehende Verwischung der Grenzmarkierungen der einzelnen Ströme eintritt, gelangt die Schmelze in die unmittelbar oder in nur geringem Abstand davon schraubenförmig verlaufenden einander überlappenden Nuten 13, die im dargestellten Beispiel ebenfalls zu ihren Enden 13' hin verjüngt sind und die wiederum dazu beitragen, daß der nun schon weitgehend homogenisierte Strom erneut in der bereits beschriebenen Weise gelenkt wird, so daß die Markierungen hierbei schließlich vollständig verschwinden, Sämtliche Figuren stellen als Beispiel Folienblasköpfe für die Herstellung von Einkomponenten-Schlauchfolien dar. Es ist zu erkennen, daß die Köpfe jeweils von Heizmanschetten 14 umgeben sind, die in bekannter Weise zur rinstellung der erforderlichen Arbeitstemperatur und zur Vermeidung von Unterkühlungen des Kopfes dienen. Weitere für die Funktion des Kopfes erforderlichen an sich bekannton Einzelheiten, wie die Zuführung der Blasluft und dergl.Another embodiment of the subject matter of the invention is shown in Fig. 5 shown. In this case, the connecting lines 5 end with or without an extension to chambers 9 in an annular compensation channel 6. From this channel, in that already largely blurred the boundary markings of the individual streams occurs, the melt enters the immediately or only a short distance from it helically extending overlapping grooves 13, which are shown in Example are also tapered towards their ends 13 'and which in turn contribute to that the now already largely homogenized stream again in the one already described Is steered in a manner so that the markings finally disappear completely, All figures represent, as an example, film blow heads for the production of one-component tubular films It can be seen that the heads are each surrounded by heating jackets 14, in a known manner for setting the required working temperature and serve to avoid hypothermia of the head. More for the function of the Head required details known per se, such as the supply of the blown air and the like

sind nicht dargestellt, da sie den Gegenstand der Erfindung nicht berühren. Die Darstellung von Blasköpfen für die Herstellung von Einkomponenten-Schlauchfolien wurde gewählt, weil sie zeichnerisch einfacher ist, als die Darstellung von Köpfen für das Herstellen von Mehrkomponenten-Schlauchfolien; es wird aber betont, daß die Erfindung dort in gleicher Weise angewandt werden kann.are not shown as they do not form the subject of the invention touch. The representation of blow heads for the production of one-component tubular films was chosen because it is easier to draw than the representation of heads for the production of multi-component tubular films; but it is emphasized that the invention can be applied there in the same way.

Claims

(1)) Injection mold for the production of single or multi-layer hoses or films, in which the supply lines for the thermoplastic to be sprayed Masses up to branch points in the working axis of the tool and this indirectly via a large number of connecting lines arranged in a radial manner or are directly connected to the ring nozzles, characterized in that the radiating out from the branch points (3) of the supply lines (2) Connecting lines (5) open into overlapping chambers <9) which for their part directly or with the interposition of a compensation channel (6) are connected to the ring nozzles (8).

2) Injection tool according to claim 1, characterized in that the overlapping chambers (9) arranged in several, preferably two levels are.

3) Injection tool according to claim 1, characterized in that the overlapping chambers (9) have an at least approximately rectangular cross section have, and that the longitudinal sides (10) of the rectangular cross-sectional areas each with the working axis (4) of the injection molding tool an angle of 90 to 250, preferably of 600 form.

4) Injection tool according to claim 1, characterized in that the Chambers (9) extending helically, mutually overlapping, preferably in their ends (ll ') are tapered grooves (11), between which web-shaped islands (12) are arranged, which do not allow the melt to pass between each other Prevent overlapping areas of the grooves.

5) Injection tool according to claim 1, characterized in that the Connecting lines (5) open into an annular compensation channel (6), the directly or at only a short distance helically extending overlapping one another Grooves (13) are connected downstream in the working direction, which preferably towards their ends (13 ') are tapered out, and which in turn are connected to the outlet nozzles (8).

L e r s e i t e