DE19810753C2 - Schmelzemischer für Extruder zur Herstellung von Kunststoffteilen - Google Patents

Schmelzemischer für Extruder zur Herstellung von Kunststoffteilen

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schmelzemischer für Extruder zur Herstellung von Kunststoffteilen, insbesondere von Rohren, zum Einbau zwischen dem Extrudierwerkzeug und der Schmelzepumpe zum Fördern der aus dem Plastifizierzylinder des Extruders austretenden Schmelze in das Extrudierwerkzeug.
In der US 5 182 066 ist ein Extruder zum Aufspritzen eines Isoliermantels aus Kunststoff auf einen Kabelkern aus elektrisch leitenden, verseilten Drähten beschrieben. Der Extruder besteht aus einem Plastifizierzylinder mit einem Einfülltrichter für Kunststoffgranulat, einer Schnecke und einem Filter zum Ausfiltern von Verunreinigungen aus der Schmelze, einer Schmelzepumpe, einer Armatur zum Zuführen eines Vernetzungsmittels, einem Schmelzemischer mit einer stationären Schnecke zum Vermischen der Schmelze mit dem Vernetzungsmittel durch eine Strömungsteilung sowie einem Querspritzkopf zum Aufspritzen der durch die Schmelzepumpe geförderten, mit einem Vernetzungsmittel vermischten Schmelze auf einen Kabelkern aus elektrisch leitenden, verseilten Drähten.
Aus JP-Abstracts, M. 227 July 9, 1983, Vol. 7/No. 157 ist ein Extruder zur Herstellung von Kunststoffteilen, insbesondere von Rohren, bekannt, der einen Plastifizierzylinder mit einem Einfülltrichter für Kunststoffgranulat und einer Schnecke, einen statischen Mischer, eine Schmelzpumpe sowie ein Extrudierwerkzeug umfaßt.
Die bei Extrudern zur Herstellung von Kunststoffteilen eingesetzte Schmelzepumpe hat die Aufgabe, die von einer Schnecke mit einem ungleichmäßigen Ausstoß zugeförderte Schmelze in konstanten Mengen je Zeiteinheit in das Extrudierwerkzeug einzuleiten. Die als Zahnradpumpe ausgebildete Schmelzepumpe, die genau regelbar ist, hat den Nachteil, daß der plastifizierte Kunststoff zwischen den Zahnrädern der Schmelzepumpe quer zur Förderrichtung der Pumpe zu kleinen Stäbchen verformt wird und daß der Kunststoff aufgrund des sogenannten Memoryeffektes beim Austritt aus dem Extrudierwerkzeug die Tendenz hat, in den Formzustand, den er beim Austritt aus der Schmelzepumpe besitzt, zurückzugehen. Dies führt bei der Herstellung von Kunststoffrohren dazu, daß der aus dem Extrudierwerkzeug austretende Rohrstrang eine elliptische Querschnittsform bekommt und eine ungleichmäßige Wandstärke aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schmelzemischer für Extruder zu entwickeln, der die Herstellung maßhaltiger Formteile aus Kunststoff, insbesondere von Rohren, ermöglicht.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Schmelzemischer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Zeichnungsfiguren erläutert, die folgendes darstellen:
Fig. 1 das Schema eines Extruders zur Herstellung von Kunststoffrohren,
Fig. 2 den Längsschnitt des Extrudierwerkzeugs mit Schmelzemischer und Schmelzepumpe und jeweils in vergrößerter Darstellung
Fig. 3 eine Stirnansicht des Schmelzemischers und
Fig. 4 eine Abwicklung des Teilschnitts nach Linie IV-IV der Fig. 3.
Hauptbauteile des Extruders 1 nach Fig. 1 zur Herstellung von Kunststoffrohren sind ein Extruder-Plastifizierzylinder 2 mit einem Einfülltrichter 3 für Kunststoffgranulat, einer Heizung 4 und einer Schnecke 5, eine Schmelzepumpe 6 sowie ein Extrudierwerkzeug 7.
Das Gehäuse 8 des Extrudierwerkzeugs 7 besitzt eine Eintrittsöffnung 9 und einen als Ringkanal ausgebildeten Durchflußkanal 10 für die Schmelze 11, der zu einer Düse 12 mit einem zentralen Kern 13 und einem sich konisch verjüngenden Ringkanal 14 sowie einem an diesen anschließenden zylindrischen Ringkanal 16 des Mundstücks 15 der Düse 12 mit einer Austrittsöffnung 17 für das Formen eines Rohrstranges 18 führt. Der Durchflußkanal 10 des Werkzeuggehäuses 8 wird durch einen zentralen Dorn 19 mit einer angesetzten Spitze 20, die zur Eintrittsöffnung 9 für die Schmelze 11 gerichtet ist, sowie eine zylindrische Gehäuseinnenwand 21 gebildet. In dem Mundstück 15 der Düse 12 ist ein zentraler, an einen Drucklufterzeuger anschließbarer Luftkanal 22 zum Einblasen von Stützluft in den aus dem Mundstück austretenden Rohrstrang 18 angeordnet.
An die Eintrittsöffnung 9 des Werkzeuggehäuses 8 ist ein Schmelzemischer 23 angeschlossen, der mit der Schmelzepumpe 6 verbunden ist. Der Schmelzemischer 23 überführt die von der Schmelzepumpe 6 zugeförderte Schmelze 11 in einen homogenen Schmelzestrom 24, der in Pfeilrichtung a durch den Durchflußkanal 10 des Werkzeuggehäuses 8 fließt.
Der Schmelzemischer 23 ist als ein zylindrischer Mischkopf 25 in Form einer Scheibe mit zwei parallelen Stirnflächen 25a, 25b ausgebildet und weist eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen 26 für die Schmelze 11 auf, die über den gesamten Querschnitt der Austrittsöffnung 27 der Schmelzepumpe 6 und der Eintrittsöffnung 9 des Werkzeuggehäuses 8 angeordnet sind.
Die Durchgangsbohrungen 26 sind gruppenweise in dem Mischkopf 25 angeordnet, wobei die Eingangs- und die Ausgangsöffnung 26a, 26b der einzelnen Bohrungen 26 einer Bohrungsgruppe 28-31 jeweils auf zwei Lochkreisen 32, 32; 33, 33; 34, 34; 35, 35 mit gleichem Durchmesser 32a-35a auf den beiden Stirnflächen 25a, 25b des Mischkopfes 25 angeordnet sind. Die Achsen 26c-26c der Durchgangsbohrungen 26 verlaufen unter einem bestimmten Neigungswinkel α zu den Stirnflächen 25a, 25b des Mischkopfes 25 und bilden in der Projektion auf die Ebenen der Stirnflächen 25a, 25b des Mischkopfes 25 Sekanten 36 gleicher Länge zu den Lochkreisen 32-35 der Eingangs- und Ausgangsöffnungen 26a, 26b der Durchgangsbohrungen 26. Die Anzahl der Durchgangsbohrungen 26 der einzelnen Bohrungsgruppen 28-31, deren Bohrungen 26 sich zwischen zwei Lochkreisen 32, 32; 33, 33; 34, 34; 35, 35 mit gleichem Durchmesser 32a-35a auf den beiden Stirnflächen 25a, 25b des Mischkopfes 25 erstrecken, nimmt entsprechend dem Durchmesser 32a-35a der Lochkreise 32-35 zum Zentrum 25c des Mischkopfes 25 nach außen zu. Die Achsen 26c-26c der Durchgangsbohrungen 26 der verschiedenen Bohrungsgruppen 28-31 des Mischkopfes 25 sind von Bohrungsgruppe zu Bohrungsgruppe abwechselnd im Uhrzeigersinn b und im Gegenuhrzeigersinn c gerichtet.
Im Zentrum 25c des Mischkopfes 25 ist eine weitere Gruppe 37 von vier Durchgangsbohrungen 26 angeordnet, deren Achsen 26c-26c parallel zur Mittelachse 38-38 des Mischkopfes 25 verlaufen.
Bezugszeichen
1
Extruder
2
Plastifizierzylinder
3
Einfülltrichter
4
Heizung
5
Schnecke
6
Schmelzepumpe
7
Extrudierwerkzeug
8
Gehäuse von
7
9
Eintrittsöffnung von
8
10
Durchflußkanal von
8
11
Schmelze
12
Düse
13
Kern von
12
14
Ringkanal von
12
15
Mundstück von
12
16
Ringkanal von
15
17
Austrittsöffnung von
15
18
Rohrstrang
19
Dorn
20
Spitze
21
zylindrische Gehäuseinnenwand
22
Luftkanal in
15
23
Schmelzemischer
24
Schmelzestrom
25
Mischkopf
25
a Stirnfläche von
25
25
b Stirnfläche von
25
25
c Zentrum von
25
26
Durchgangsbohrung in
25
26
a Eingangsöffnung von
26
26
b Ausgangsöffnung von
26
26
c-
26
c Achse von
26
27
Austrittsöffnung von
6
28
Bohrungsgruppe
29
Bohrungsgruppe
30
Bohrungsgruppe
31
Bohrungsgruppe
32
Lochkreis
32
a Durchmesser von
32
33
Lochkreis
33
a Durchmesser von
33
34
Lochkreis
34
a Durchmesser von
34
35
Lochkreis
35
a Durchmesser von
35
36
Sekante
37
Bohrungsgruppe in
25
c
38-38
Mittelachse von
25
α Neigungswinkel von
26
c-
26
c
a Strömungsrichtung von
24
b Uhrzeigersinn von
26
c-
26
c
c Gegenuhrzeigersinn von
26
c-
26
c

Claims (3)

1. Schmelzemischer für Extruder zur Herstellung von Kunststoffteilen, insbesondere von Rohren, zum Einbau zwischen dem Extrudierwerkzeug und der Schmelzepumpe zum Fördern der aus dem Plastifizierzylinder des Extruders austretenden Schmelze in das Extrudierwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzemischer (23) als Mischkopf (25) in Form einer Scheibe mit zwei parallelen Stirnflächen (25a, 25b) ausgebildet ist und eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen (26) für die Schmelze (11) aufweist, die über den gesamten Querschnitt der Austrittsöffnung (27) der Schmelzepumpe (6) und der Eintrittsöffnung (9) des Werkzeuggehäuses (8) angeordnet sind, die Durchgangsbohrungen (26) gruppenweise in dem Mischkopf (25) angeordnet sind, wobei die Eingangs- und die Ausgangsöffnung (26a, 26b) der einzelnen Bohrungen (26) einer Bohrungsgruppe (28-31) jeweils auf zwei Lochkreisen (32, 32; 33, 33; 34, 34; 35, 35) mit gleichem Durchmesser (32a-35a) auf den beiden Stirnflächen (25a, 25b) des Mischkopfes (25) angeordnet sind, die Achsen (26c-26c) der Durchgangsbohrungen (26) unter einem bestimmten Neigungswinkel (α) zu den Stirnflächen (25a, 25b) des Mischkopfes (25) verlaufen und in der Projektion auf die Ebenen der Stirnflächen (25a, 25b) des Mischkopfes (25) Sekanten (36) gleicher Länge zu den Lochkreisen (32-35) der Eingangs- und Ausgangsöffnungen (26a, 26b) der Durchgangsbohrungen (26) bilden, daß die Anzahl der Durchgangsbohrungen (26) der Bohrungsgruppen (28-31), deren Bohrungen (26) sich zwischen zwei Lochkreisen (32, 32; 33, 33; 34, 34; 35, 35) mit gleichem Durchmesser (32a-35a) auf den beiden Stirnflächen (25a, 25b) des Mischkopfes (25) erstrecken, entsprechend dem Durchmesser (32a-35a) der Lochkreise (32-35) vom Zentrum (25c) des Mischkopfes (25) nach außen zunimmt und daß die Achsen (26c-26c) der Durchgangsbohrungen (26) der verschiedenen Bohrungsgruppen (28-31) des Mischkopfes (25) von Bohrungsgruppe zu Bohrungsgruppe abwechselnd im Uhrzeigersinn (b) und im Gegenuhrzeigersinn (c) gerichtet sind.
2. Schmelzemischer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine weitere Gruppe (37) von Durchgangsbohrungen (26) im Zentrum (25c) des Mischkopfes (25), deren Achsen (26c-26c) parallel zur Mittelachse (38- 38) des Mischkopfes (25) verlaufen.
3. Schmelzemischer nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine zylindrische Form des Mischkopfes (25).
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