DE1961078A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Hohlstraengen aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Herstellung von Hohisträngen aus thermoplastischem Kunststoff Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohisträngen aus thermoplastischem Kunststoff, einem innerhalb des Schneckenpressegehäuses fest angeordneten, auf einem bestimmten Bereich seiner Länge freiausragenden Kern, der am Ende seines freien Teiles von einer mit dem Schneckenpressegehäuse fest verbundenen Düse konzentrisch umgeben ist, wobei der thermoplastische Kunststoff über eine Schnecke extrudiert wird.
• Hohlstränge, z. B. Rohre aus thermoplastischen Kunststoffen, z. B. Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyamid werden in der Regel durch Auspressen des gut plastifizierten und homogenisierten Kunststoffes durch eine dem gewünschten Profil entsprechende Bingdtise hergestellt. Derartige Ringdüsen bestehen aus einem hohlen Düsenmantel und einem dem Jeweiligen lichten Maß des Profils entsprechenden Kern bzw. Lochdorn.
• Dieser Lochdorn ist mit mindestens einem, vorzugsweise Jedoch mit mehreren meist symmetrisch zur Querschnittsachse angeordneten Rippen oder Stegen versehen, die die Verbindung mit dem Düsenmantel zur Halterung des Lochdornes herstellen. Der Düsenquersohnitt und somit der Durchmesser des Lochdornes und der innere Durchmesser des Düsenmantels sind dabei so bemessen, daß die durchfließende Kunststoffmasse einen dem Jeweiligen Profil entsprechenden Hohistrang bildet.
• Durch die den Lochdorn haltenden Rippen oder Stege wird der Materialfluß zwangsläufig geteilt, und es muß daher gesorgt werden, beispielsweise durch strömungsgtinstiga Gestaltung der Stege und im Längeschnitt gesehen, wellenartige Verengungen und Erweiterungen des DUsenquerschnittes, daß das Material hinter den Stegen wieder zusammenfließt und miteinander verschweißt. Eine gewisse Fließnahtbildung ist aber unvermeidlich und beruht darauf, daß die einzelnen Fasern bzw. Mölekülketten des Materials sich bei dem Vorbeigleiten an den Rippen oder Stegen gleichmäßig in Längsrichtung orientieren, so daß selbst nach der später stattfindenden Verschweißung die sonst im Material übliche Verknäuelung oder Verästelung der Fasern bzw. Molekülketten unterbrochen ist. Die so entstehenden Spannungsschichten, auch Strukturen oder Texturen genannt, vermindern die Festigkeit der gebrauchsfertigen Formkörper; dies wirkt sich bei Rohren insbesondere auf die Berstdruckfestigkeit sehr unangenehm aus. Stranggepreßte #unststoffrohre neigen daher dazu, bei gewissem Innendruck an diesen Stellen in Längsrichtung.aufzuplatzen. Aus einem derartigen schlauchförmigen Vorformling durch Aufblasen hergestellte Hohlkörper zeigen an den gleichen Stellen Orientierungserscheinungen und Schwachstellen.
• Es sind nun schon mehrere Vorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen-durch besondere Anordnung der den Dorn und die Ringdüse verbindenden Halterungen Verbesserungen erzielt wurden.
• Eine vollständige Beseitigung der angeführten Nachteile war jedoch auch mit diesen Vorschlägen nicht möglich.
• Aus der deutschen Auslegeschrift 1 272 528 ist außerdem ein Extruder bekannt, bei welchem eine zylindrische Hohl'schnecke um einen feststehenden Dorn rotiert, so daß keine Verbindungselemente erforderlich sind. Nachteilig an einer solchen Anordnung ist, daß der Dorn am Düsenspalt nicht die erforderliche Starrheit besitzt.
• Des weiteren wurde in der deutschen Auslegeschrift 1 132 711 bereits eine Schneckenpresse mit Ringdüse vorgeschlagen, wobei der in der hohlen Schnecke steckende Dorn über die Düse hinaus verlängert ist und von außen her über die inzwischen abgekühlten Wandungen des Hohlstranges abgestützt wird. An dieser Vorrichtung ist nachteilig, daß Wanddickenfehler am Hohlstrang ZU Fehlern in der Dornzentrierung führen.
• Es war daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlsträngen aus thermoplastischem Kunststoff mittels einer Schneckenpresse und einer Düseneinheit zu schaffen, bei der keine Aufspaltung des plastischen Massestromes nach Verlassen der Schneckenpresse auftritt, das aus der Düseneinheit extrudierte Hohlstrangprofil keine Fließnaht aufweist, der Kern der lüseneinheit sehr starr gelagert ist und die einfach im Aufbau und in der Herstellung und klein in ihrer Bauweise ist.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kern in einer Ausnehmung gelagert ist, die in Axialrichtung eines fest im Schneckenpressegehäuse angeordneten, mit Heizungselementen und einer oder mehrerer Einfüllöffnungen versehenen, kegelig ausgebildeten Teiles-verläuft, wobei der Kegel des Teiles von einer drehbaren Kegelechnecke so umgeben ist, daß die Förderung des zu verarbeitenden Kunststoffes mit entsprechendem Druck durchgeführt werden kann und daß die Kegelschnecke mit ihrer sich axial erstreckenden Wand auf der verjüngten Kegelseite eins dieser entsprechenden Länge des freiausragenden Teiles des Kernes konzentrisch umgibt.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stehen die Einfüllöffnungen direkt mit dem Kegeischneckengewinde in Verbindung, in welches der Kunststoff in fester Form eintritt.
• Durch die Anordnung des Schneckengewindes auf einer Kegelfläche wird dem Massestrom eine hohe Verdichtung erteilt. Die in dem Gegenstück der Kegelschnecke vorgesehenen Heizungselemente bewirken den Plastifizierungsvorgang des Kunststoffes innerhalb der Schneckenpresse. Der aus der Schneckenpresse austretende plastische Kunststoff wird, da er sich zunächst zwischen der Wand der sich drehenden Kegelschnecke und dem feststehenden Kern befindet, einer Scherwirkung ausgesetzt; dies hat das Verschwinden der durch das Schneckengewinde hervorgerufenen Fließnaht (bei eingängiger Schnecke) zur Folge.
• Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Eegelachnecke an ihrer erweiterten Kugelseite einen Zahnkranz aufweist, in welchen das Antriebsritzel eines Motors eingreift. Je nach Erfordernis ist es möglich, die Kegelschnecke ein- oder mehrgängig auszuführen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
• Innerhalb eines Gehäuses 1 ist ein mit Heizungselementen 2 und Einfüllöffnungen 3, z. B. Bohrungen mit Trichter 4 versehener, kegelig ausgebildeter Teil 5 fest angeordnet. Der kegelig ausgebildete Teil 5 enthält eine in Axialrichtung verlaufende Ausnehmung 6, in der ein Kern 7 mit freiausragendem Teil 8 starr angeordnet ist. Der Kegel 9 des Teiles 5 ist von einer Kegelschnecke 10 umgeben, die axial mittels eines Wälzlagers 11 und radial mittels eines Laufringes 12 im Gehäuse 1 gelagert ist. Die Kegelschnecke 10 mit eingängigem Schneckengewinde 13 trägt auf ihrer erweiterten Kugelseite einen Zahnkranz 14, in welchen das Antriebsritzel 15 eines auf dem Gehäuse 1 sitzenden Motors 16 eingreift. Eine sich axial erstreckende Wand 17 auf der verjüngten Kugelseite der Kegelschnecke 10 umgibt konzentrisch eine bestimmte Länge des freiausragenden Teiles 8 des Kernes 7. Das Ende des freiausragenden Teiles 8 des Kernes 7 ist ebenfalls von einer am Gehäuse 1 befestigten Düse 18 konzentrisch umgeben, wobei zwischen Düse 18 und Teil 8 ein Spalt 19 gebildet wird, der an seinem Ende den Querschnitt des herzustellenden Hohlprofils aufweist.
• Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die festen Kunststoffteilchen gelangen zunächst von den richtern 4über die Bohrungen 3 in das Schneckengewinde 13 der Kegelschnecke 10. Unter der fördernden und knetenden Wirkung der umlaufenden Kegelschnecke 10 und bei gleichzeitiger Beruhrung des festen Kunststoffgutes mit dem beheizten, kegelig ausgebildeten Teil 5 wird der Kunststoff aufgeschmolzen und plastifiziert. Die Kegelschnecke 10 fördert das plastische Material nach unten, wo es zunächst in einen Raum gelangt, welcher durch die Wand 17 der Kegelschnecke 10 und dem freiausragenden Teil 8 des Kernes 7 gebildet wird. Der Massestrang weist, hervorgerufen durch den Schneckengang 13 der Kegelschnecke 10 eine Fließnaht auf. Diese Fließnaht verschwindet dadurch, daß die Wand 17 rotiert, während das Teil 8 feststeht, infolge der auf das plastische Material einwirkenden Scherbeanspruchung in Umfangsrichtung. Der thermoplastische Kunststoff läuft anschließend in den Spalt 19, wo er zu dem erwünschten rohrförmigen Profil geformt und ins Freie ausgestoßen wird.

Claims (4)

1. -PatentansprUche

   ra U Yorrichtung zur Herstellung von Hohlsträngen aus thermoplsstischem Kunststoff, einem innerhalb des Schneckenpressegehäuses fest angeordneten, auf einem bestimmten Bereich seiner Länge freiausragenden Kern, der am Ende seines freien Teiles von einer mit dem Schne 3kenpre ssegehäu se fest verbundenen Düse konzentrisch umgeben ist, wobei der thermoplastische Kunststoff über eine Schnecke extrudiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern 7 in einer Ausnehmung 6 gelagert ist, die in Axialrichtung eines fest im Schneckenpressegehäuse 1 angeordneten, mit Heizungselementen 2 und einer oder mehrerer Einfüllöffnungen 3 versehenen, kegelig ausgebildeten Teiles 5 verläuft, wobei der Kegel 9 des Teiles 5 von einer drehbaren Kegelschnecke 10 so umgeben ist, daß die Förderung des zu verarbeitenden Kunststoffes mit entsprechendem Druck durchgeführt werden kann und daß die Kegelsohnecke 10 mit ihrer sich axial erstreckenden Wand 17 auf der verjüngten Kegelseite eine'dieser entsprechenden Länge des freiausragenden Teiles 8 des Kernes 7 konzentrisch umgibt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllöffnungen 3 direkt mit dem Kegelsohneckengewinde 13 in Verbindung stehen, in welcher der Kunststoff in fester Form eintritt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eegelachnecke 10 an ihrer erweiterten Kegelseite einen Zahnkranz 14 aufweist, in welchen das Antriebsritzel 15 eines Motors 16 eingreift.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelsohnecke 10 ein- köder mehrgängig ausgeführt ist.

   Zeiohn.