DE19703492A1 - Extruder manifold for dividing an extrudate into several strands for subsequent processing, e.g. blow moulding - Google Patents
Extruder manifold for dividing an extrudate into several strands for subsequent processing, e.g. blow mouldingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung richtet sich auf einen Kunststoffschmelzevertei ler, wie er in der Extrusionstechnik eingesetzt wird, um den in einem Extruder erzeugten und aus der Düse desselben ausgepreßten Schmelzestrang in mehrere Stränge aufzuteilen, die dann in hierfür geeigneten Werkzeugen zu Voll-, Hohl- oder Profilsträn gen oder -strangstücken weiter verarbeitet werden.The invention is directed to a plastic melt distributor how it is used in extrusion technology in order to produced in an extruder and pressed out of the die Split the melt strand into several strands, which are then divided into suitable tools for full, hollow or profile strands gene or strand pieces are processed further.
Ein typisches Anwendungsbeispiel für derartige Schmelzverteiler ist die abgekürzt "Extrusionsblasen" genannte Technik, und an diesem Beispiel ist die Erfindung, ohne hierauf beschränkt zu sein, nachfolgend erläutert. In dieser wird der in einem Extruder in den warm-plastischen Zustand gebrachte Kunststoff nach dem Verlassen der Extruderdüse als Vollstrang einem diesen in einen Schlauch umformenden Schlauchkopf zugeführt, der den Vollstrang in einen Hohlstrang umformt, der nach dem Verlassen der Schlauchkopfdüse in Vorformlinge aufgeteilt wird. Diese Vor formlinge werden dann nacheinander in eine Blasform eingebracht und nach dem Schließen derselben in der Formkavität zu Hohlkör pern gewünschter Gestalt aufgeblasen. In dieser Technik, die auch "Blasen in einer Wärme" genannt wird, gehört es seit länge rem zum Stande der Technik, den Ausstoß, insbesondere für nicht zu kompliziert gestaltete und nicht zu große Hohlkörper, dadurch zu erhöhen, daß mit sogenannten Mehrfachformen gearbeitet wird. Darunter versteht man Blasformen, die nebeneinander mehrere Größe und Gestalt der Hohlkörper bestimmende Kavitäten, auch "Formmulden" genannt, aufweisen. Hierzu müssen mehrere Vorform linge nebeneinander gleichzeitig zwischen die Teile der geöff neten Blasform, meist Blasformhälften, eingefahren werden und das bedeutet, daß der aus der Extruderdüse ausgepreßte warm plastische Kunststoffvollstrang auf mehrere, nebeneinander liegende, die Vollstränge in Hohlstränge umformende Schlauchköpfe aufgeteilt werden muß.A typical application example for such melt distributors is the abbreviated "extrusion blow molding" technique, and on In this example, the invention is without being restricted to this be explained below. This is the one in an extruder plastic brought into the warm-plastic state after the Leaving the extruder nozzle as a full strand into one Hose forming hose head fed to the full strand formed into a hollow strand, which after leaving the Hose head nozzle is divided into preforms. This before Moldings are then placed in a blow mold one after the other and after closing them in the mold cavity to hollow bodies inflated to the desired shape. In this technique, the It has also been called "blowing in warmth" for a long time rem of the prior art, the output, especially for not too complicated designed and not too large hollow bodies, thereby to increase that so-called multiple forms are used. This is understood to mean blow molds that are several in a row Cavities determining size and shape of the hollow body, too Called "mold troughs". This requires several preforms succeed side by side simultaneously between the parts of the open neten blow mold, mostly blow mold halves, and this means that the hot pressed out of the extruder nozzle plastic full plastic strand on several, side by side lying, forming the full strands into hollow strands Hose heads must be divided.
Der Anmelderin sind Verteiler bekannt, bei denen die Extruder-Aus preßdüse in einen Zuflußkanal mündet, von dem aus der Kunst stoffstrang in mehrere, in einer Ebene auseinanderlaufende Kanäle aufgeteilt wird (sog. Fächerform), ferner Verteiler, bei denen der sich an die Extruderdüse anschließende Zuführkanal in einen zu diesem quer verlaufenden Kanal mündet, von dem aus wiederum die einzelnen Schlauchkopfspeisekanäle abzweigen (sog. Rechenform).The applicant is aware of distributors in which the extruder is off Press nozzle opens into an inflow channel, from which art strand of fabric in several, diverging in one plane Channels is divided (so-called fan shape), also distributors, at those of the feed channel adjoining the extruder nozzle in opens out to this transverse channel from which again branch off the individual hose head feed channels (so-called Form of calculation).
Es ist eine bekannte Tatsache, daß in der Extrusionstechnik das Ziel, ein Extrudat für die folgenden Prozeßschritte zur Ver fügung zu stellen, das möglichst homogen aufbereitet ist, nur unvollkommen erreicht wird. Erfahrungsgemäß stellt sich meist im extrudierten Strang ein inhomogenes Temperaturprofil ein, das, bedingt durch den Extruderaufbau mit Schnecke und rohrförmigem Extrudermantel, sich rotationssymmetrisch aufbaut. Die Folge ist, daß bei der Aufteilung des aus dem Extruder kommenden Vollstranges in bekannten Verteilern sowohl bei der Fächer- als auch bei der Rechenform die im Strang vorhandenen konzentrisch verlaufenden Inhomogenitäten mehr oder minder in verschiedene Zweigkanäle geleitet werden. Meist ist in dem den Extruder ver lassenden Strang die äußere Schicht kälter als die inneren Schichten, so daß dann auch die im Verteiler außen liegenden Kanäle ganz oder jedenfalls mehr mit kaltem Material versorgt werden und entsprechend die inneren Kanäle ganz oder mehr mit wärmerem Material. Dadurch daß so die Strangbearbeitungswerkzeu ge, z. B. zu einer Blasmaschine gehörenden Schlauchköpfe,mit unterschiedlichem Material versorgt werden und damit in den Köpfen auch Vorformlinge unterschiedlichen Temperaturprofils entstehen und diese danach in der Blasform verarbeitet werden, werden schließlich auch in jeweils einer Blasform Hohlkörper mit unterschiedlichen Eigenschaften produziert, was als nachteilig empfunden werden muß.It is a known fact that in extrusion technology that Aim to provide an extrudate for the following process steps for ver to provide, which is prepared as homogeneously as possible, only is achieved imperfectly. Experience has shown that mostly extruded strand into an inhomogeneous temperature profile, which, due to the extruder construction with screw and tubular Extruder jacket, builds up rotationally symmetrical. The consequence is that when dividing the coming from the extruder Full strands in known distributors both in the fan and also in the form of calculation the concentric in the strand running inhomogeneities more or less in different Branch channels are routed. Mostly the ver is in the extruder leaving the outer layer colder than the inner one Layers, so that those in the distributor are also on the outside Channels supplied with cold material entirely or in any case more be and accordingly with the inner channels entirely or more warmer material. Characterized in that the strand processing tools ge, z. B. belonging to a blow molding machine, with different materials are supplied and thus in the Also heads preforms with different temperature profiles arise and these are then processed in the blow mold, are finally also in a blow mold with hollow body different properties produced what is considered disadvantageous must be felt.
Um diesen Nachteil zu vermeiden oder mindestens zu reduzieren, behilft man sich mit getrennten Heizzonen und Temperaturprogrammen für jede einzelne Formkavität, was sowohl steuerungs- als auch verfahrenstechnisch einen erheblichen Aufwand bedingt sowie störanfällig und teuer ist.To avoid or at least reduce this disadvantage, you help yourself with separate heating zones and temperature programs for each individual mold cavity, which is both control and also requires considerable effort in terms of process technology and is prone to failure and expensive.
Der erfindungsgemäße Verteiler umgeht dieses Problem, indem bei seiner Verwendung zwar die sich im Extruder aufbauende Inhomoge nität des Materials nicht beseitigt wird, aber alle Zweigkanäle des Verteilers Material mit gleichem Temperaturprofil abführen und damit den Bearbeitungswerkzeugen, in der Extrusionsblastech nik z. B. Schlauchköpfen zuleiten, so daß auch Extrudate bzw. aus diesen gefestigte Produkte, z. B. geblasene Hohlkörper, mit glei chen Eigenschaften entstehen. The distributor according to the invention circumvents this problem by the inhomogeneity that builds up in the extruder materiality is not eliminated, but all branch channels discharge material with the same temperature profile and thus the processing tools, in the extrusion blow molding nik z. B. hose heads so that extrudates or from these solidified products, e.g. B. blown hollow body with the same properties arise.
Damit betrifft die Erfindung einen im Anspruch 1 definierten Verteiler. Die Unteransprüche richten sich auf besondere Ge staltungen und in den Rahmen der Erfindung gehörende Abwand lungen.The invention thus relates to one defined in claim 1 Distributor. The subclaims are directed to special ge events and belonging within the scope of the invention lungs.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem, keinen Anspruch auf Vollständigkeit erhebenden Ausführungsbeispiel mit Abwandlungen dargestellt und an Hand desselben nachfolgend insbesondere am Beispiel der Anwendung in der Extrusionsblastechnik beschrieben. Es stellen in jeweils stark verkleinertem Maßstab dar:In the drawing, the invention is in one, no claim to Completeness-increasing embodiment with modifications shown and based on the same, in particular on Example of use in extrusion blow molding described. They represent on a greatly reduced scale:
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht eines Verteilers nach der Erfindung mit vier Verteilerkanälen, Fig. 1 is a schematic front view of a distributor according to the invention with four manifold passages,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Gegenstandes nach Fig. 1, Fig. 2 is a side view of the subject of Fig. 1,
Fig. 3 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach den Fig. 1 und 2 Fig. 3 is a plan view of the article of Fig. 1 and 2
Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verteilers mit vier Verteilerkanälen in der Vorderansicht, Fig. 4 shows a modified embodiment of a distributor according to the invention with four manifold channels in the front view,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Gegenstandes nach Fig. 4, Fig. 5 is a side view of the subject of Fig. 4,
Fig. 6 eine Aufsicht auf den Gegenstand der Fig. 4 und 5, Fig. 6 is a plan view of the subject of FIG. 4 and 5,
Fig. 7 eine weiter schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Verteilers mit fünf Verteilerkanälen, Fig. 7 is a further schematic representation of a distributor according to the invention with five plenums,
Fig. 8 eine Aufsicht auf den Gegenstand der Fig. 7. Fig. 8 is a plan view of the subject of Fig. 7.
In Fig. 1 ist mit 1 der sich an eine nur durch einen Pfeil 2 dargestellte Extruderauspreßdüse anschließende Zuführkanal be zeichnet, der den im nicht dargestellten Extruder erzeugten Kunststoffvollstrang aufnimmt. Dieser Zuführungskanal 1 geht in einen Stutzen 3 über, in den die Verteilerkanäle 4a bis 4d mit ihren Mündungen 5a bis 5d eingesetzt sind.In Fig. 1 is 1 of which is connected to an extruder extrusion nozzle shown only by an arrow 2 , feed channel which receives the plastic strand produced in the extruder, not shown. This feed channel 1 merges into a nozzle 3 , in which the distribution channels 4 a to 4 d are inserted with their mouths 5 a to 5 d.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, liegen die Mittelpunkte der Mittel achsen M der z. B. rohrförmigen Verteilerkanäle 4a bis 4d dort, wo sie die Wand des Stutzens 3 schneiden, auf einem Kreis 6, d. h. die Mittelpunkte der Mündungen 5 der Verteilerkanäle 4 im Stutzen 3 liegen auf dem Kreis 6. Dadurch wird erreicht, daß alle Verteilerkanäle sowohl äußere als auch innere Schichten des in den Einführkanal 1 bzw. Stutzen 3 einfließenden Materials erfassen, so daß jeder durch die Kanäle 4a bis 4d fließende Vollstrang gleich zusammengesetzt ist.As is apparent from Fig. 3, the center points of the center axes are the M z. B. tubular distribution channels 4 a to 4 d where they intersect the wall of the nozzle 3 on a circle 6 , ie the centers of the mouths 5 of the distributor channels 4 in the nozzle 3 are on the circle 6th It is thereby achieved that all distribution channels capture both outer and inner layers of the material flowing into the inlet channel 1 or nozzle 3 , so that each full strand flowing through the channels 4 a to 4 d is composed in the same way.
Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Beispiel endet jeder Verteilerkanal in einem Einlaufstutzen 7 für einen nicht im einzelnen, sondern nur durch einen Pfeil 8 dargestellten Schlauchkopf, in dem der durch den Stutzen 7 zugeführte Voll strang in einen schlauchförmigen Hohlstrang umgeformt wird.In the example shown in FIGS. 1 to 3, each distribution channel ends in an inlet nozzle 7 for a hose head, not shown in detail, but only by an arrow 8 , in which the full strand fed through the nozzle 7 is formed into a tubular hollow strand.
Da in aller Regel die Formnester oder Kavitäten einer Blasform in einer Vertikalebene liegen, in der auch die schlauchförmigen Vorformlinge bei geöffneter Blasform zwischen die Blasformteile, meist Blasformhälften, eingebracht werden, liegen auch die Schlauchkopfdüsen und damit die Schlauchköpfe in einer Ebene und deshalb werden normalerweise die Verteilerrohre 4a bis 4d so geführt, daß ihre Mittellinien M' bzw. die ihrer Endstutzen 7 in einer Vertikalebene M'' enden, wie dies die Fig. 2 und 3 veran schaulichen. Since, as a rule, the mold cavities or cavities of a blow mold lie in a vertical plane, in which the tubular preforms are also inserted between the blow mold parts, usually blow mold halves, when the blow mold is open, the hose head nozzles and thus the hose heads also lie in one plane and therefore usually become Distribution pipes 4 a to 4 d guided so that their center lines M 'or that of their end pieces 7 end in a vertical plane M'', as illustrated in FIGS . 2 and 3.
Es ist zweckmäßig, die Verteilerkanäle so anzuordnen, daß bei gerader Zahl derselben sie jeweils paarweise gleiche Längen haben, also z. B. bei vier Kanälen 4a bis 4d jeweils zwei von ihnen gleiche Längen aufweisen. Bei dem Beispiel der Fig. 1 bis 3 würden demnach die Außenkanäle 4a und 4d bzw. die Innenkanäle 4b und 4c gleiche Längen aufweisen. Dadurch werden gleiche Fließwege erzeugt, denn nur bei gleichen Fließwegen baut sich ein gleicher Fließwiderstand auf. Um bei ungleichen Längen der Verteilerkanäle möglichst gleiche Fließwiderstände zu erreichen, werden in die kürzeren Kanäle Drosseln eingebaut und wenn sie jeweils gleich lang sind, können in die kürzeren gleich langen Kanäle natürlich auch gleiche Drosseln eingebaut werden.It is expedient to arrange the distribution channels so that when the number is even, they each have the same length in pairs, that is, for. B. with four channels 4 a to 4 d each have two of the same lengths. In the example of FIGS. 1 to 3, the outer channels 4 a and 4 d and the inner channels 4 b and 4 c would have the same lengths. This creates the same flow paths, because the same flow resistance builds up only with the same flow paths. In order to achieve the same flow resistance when the distribution channels are unequal, throttles are installed in the shorter channels and, if they are each of the same length, the same throttles can of course also be installed in the shorter, equally long channels.
Um sog. Totzonen zu vermeiden, d. h. Stellen im Stutzen 3, in denen sich das zufließende Material staut und erst nach einer gewissen, u. U. längeren Verweilzeit in die Kanäle abfließt, kann in Erweiterung der Erfindung der Stutzen 3 statt in bekannter halbkugelförmiger oder kegelstumpfförmiger Ausbildung eine Geometrie aufweisen, die, wie dargestellt, aus einem Außen körper 9 und aus einem zu diesem koaxial liegenden Innenkörper 10 besteht. Bei den dargestellten Beispielen ist der Außenkörper 9 ein Kegelstumpf und der Innenkörper 10 ein Kegel mit einer der Fließrichtung entgegengerichteten Spitze. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß das einfließende Extrudat durch die Innenwan dung des Außenkörpers 9 nach innen und durch die Außenwandung des Innenkörpers 10 nach außen in Richtung auf die Außenkörper wandung gedrängt wird, wodurch das Extrudat im Zentrum in den nächsten Verteilerkanal verdrängt wird und damit Staustellen vermieden werden. Dies wird insbesondere dann optimal erreicht, wenn die Mündungen 5 der Verteilerkanäle 4 sowohl im Außenkör perbereich als auch im Innenkörperbereich liegen, z. B. so, daß ihre Mittelpunkte auf der dem Außenkörper 9 und Innenkörper 10 gemeinsamen Kante liegen, also diese Kante mit dem Kreis 6 zusammenfällt. Ein kegelförmiger Innenkörper 10 ist eine ein fache Ausführungsform, aber dieser Innenkörper kann z. B. auch ein Kugelsegment oder ein im Vertikalschnitt ovaler oder el lipsenförmiger Körper sein, d. h. jeder Körper, der das Material im Zusammenwirken mit dem Außenkörper in die Verteilerkanäle verdrängt.In order to avoid so-called dead zones, ie places in the nozzle 3 , in which the inflowing material jams and only after a certain, u. U. longer dwell time flows into the channels, can expand the invention, the nozzle 3 instead of in a known hemispherical or frustoconical configuration have a geometry which, as shown, consists of an outer body 9 and an inner body 10 coaxial to this. In the examples shown, the outer body 9 is a truncated cone and the inner body 10 is a cone with a tip opposite to the direction of flow. This arrangement ensures that the inflowing extrudate through the Innenwan extension of the outer body 9 inwards and through the outer wall of the inner body 10 outwards in the direction of the outer body wall, whereby the extrudate is displaced in the center in the next distribution channel and thus Traffic jams can be avoided. This is achieved in particular optimally when the orifices 5 of the distribution channels 4 are located both in the outer region and in the inner body region, e.g. B. so that their centers lie on the edge common to the outer body 9 and inner body 10 , that is, this edge coincides with the circle 6 . A conical inner body 10 is a simple embodiment, but this inner body can e.g. B. can also be a spherical segment or an oval or el lip-shaped body in vertical section, ie any body that displaces the material in cooperation with the outer body in the distribution channels.
Um ungleiche Fließwege gänzlich zu vermeiden und damit die Notwendigkeit der Anbringung von Drosseln in kürzeren Vertei lerkanälen, kann bei z. B. vier Verteilerrohren eine Ausfüh rungsform nach den Fig. 4 bis 6 eingesetzt werden. Bei dieser verlaufen die von den Mündungen 11a bis 11d ausgehenden Kanäle 12a bis 12d zunächst in einer gewissen Länge geradlinig und parallel zueinander, um dann in einem jeweils abgeknickten, d. h. im Winkel zur Mittelachse M verlaufenden Stück 13a bis 13d in die gleiche Mittelebene M'' zu divergieren, die mit der Ebene der Einlässe der Schlauchköpfe übereinstimmt. Dabei können, wie dargestellt, um gleiche Abstände ihrer schlauchkopfseitigen Enden zu erzielen, die Kanalstücke 13a und 13d nach außen und die Kanalabschnitte 13b und 13c nach innen in Richtung auf den Stutzen 3 abgewinkelt sein. Die aus den Stücken 12a und 13a bzw. 12b und 13b . . . zusammengesetzten Kanäle haben dann jeweils gleiche Fließlänge und damit auch gleichen Fließwiderstand.In order to avoid unequal flow paths altogether and thus the need to install throttles in shorter distribution channels, z. B. four manifolds an Ausfüh approximate shape according to FIGS . 4 to 6 can be used. In this case, the channels 12 a to 12 d extending from the orifices 11 a to 11 d initially run in a straight line and parallel to one another for a certain length, and then in a piece 13 a to 13 d in each case which is bent, ie runs at an angle to the central axis M. to diverge the same central plane M '', which corresponds to the plane of the inlets of the hose heads. In this case, as illustrated, by equal distances to achieve its hose-head-side ends of the channel pieces 13 a and 13 d to the outside and the channel portions 13 b and 13 c inwardly in the direction of the nozzle 3 be angled. The pieces 12 a and 13 a or 12 b and 13 b. . . Compound channels then have the same flow length and thus the same flow resistance.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 6 kann dadurch er weitert werden, daß von einem oder mehreren oberen Kanalab schnitten 12 mehr als ein unterer, in den Schlauchkopfeinlaß mündender Kanalabschnitt abzweigt, wenn auch in diesem Fall die Längen zugehöriger Abschnitte zusammen so lang sind, wie die Abschnitte 12 und 13.The embodiment according to FIGS . 4 to 6 can be extended by cutting from one or more upper channel sections 12 more than one lower channel section opening into the hose head inlet, although in this case the lengths of the associated sections are together as long, like sections 12 and 13 .
Fig. 7 schließlich veranschaulicht weiter schematisiert eine Ausführungsform der Erfindung, bei der fünf Verteilerkanäle 14a bis 14e mit ihren Mündungen 15a bis 15e in den Stutzen 3 einge setzt sind, deren Endstücke 16a bis 16e in die Vertikal ebene M" und die Horizontalebene E geführt sind. Fig. 7 finally illustrates further schematically an embodiment of the invention in which five distribution channels 14 a to 14 e with their mouths 15 a to 15 e are inserted into the nozzle 3 , the end pieces 16 a to 16 e in the vertical plane M " and the horizontal plane E are guided.
Für alle Fälle, in denen der von einem Extruder erzeugte Schmel zestrang in mehrere Teilstränge aufteilt werden soll, z. B. um mit einem extrudierten Strang gleichzeitig mehrere unter sich gleiche oder unterschiedliche Extrusionsprofile erzeugt werden sollen, z. B. Stangen, Rohre, Profile, können Verteiler der grundsätzlich vorbeschriebenen Art eingesetzt werden.For all cases in which the melt produced by an extruder zestrang should be divided into several sub-strands, e.g. B. um with one extruded strand several at a time same or different extrusion profiles are generated should, e.g. B. rods, pipes, profiles, distributors can always be used as described above.
Claims (10)
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DE19703492A DE19703492A1 (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Extruder manifold for dividing an extrudate into several strands for subsequent processing, e.g. blow moulding |
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DE19703492A Withdrawn DE19703492A1 (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Extruder manifold for dividing an extrudate into several strands for subsequent processing, e.g. blow moulding |
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