DE19815276B4

DE19815276B4 - Nachbehandlungsverfahren für einen extrudierten Gegenstand

Info

Publication number: DE19815276B4
Application number: DE19815276A
Authority: DE
Inventors: Franz Pürstinger
Original assignee: Greiner & Soehne C A; CA Greiner and Soehne GmbH
Current assignee: Greiner & Soehne C A; CA Greiner and Soehne GmbH
Priority date: 1997-05-02
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: DE19815276A1; GB2324756A; GB9809448D0; FR2762799A1

Abstract

Verfahren zur Nachbehandlung zumindest eines aus einem Schmelzestrom durch Extrudieren hergestellten Gegenstandes (8) aus Kunststoff, bei dem der Schmelzestrom nach dem Austritt aus einem Extruder (2) in einen Schmelzestrang mit einer vorbestimmten Querschnittsform mit zumindest einem ersten Teilabschnitt (27) mit einer Hohlkammer und mit zumindest einem damit verbundenen weiteren Teilabschnitt (28) aus einem Vollprofil umgeformt wird, wobei der Schmelzestrang unmittelbar nach der Formgebung über seinen gesamten Querschnitt in etwa die gleiche Temperatur aufweist, danach diesem Schmelzestrang Wärme entzogen und gleichzeitig dabei der Gegenstand (8) in seiner Außenabmessung festgelegt wird, und danach dem Gegenstand (8) wiederum Wärme zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Teilabschnitt (28) durchgehend gegenüber dem ersten Teilabschnitt (27) auf eine dazu geringere Temperatur, insbesondere eine um zwischen 6 und 20 Grad geringere Temperatur abgekühlt wird und daran anschließend überwiegend dem weiteren Teilabschnitt (28) des Gegenstandes (8) Wärmeenergie zugeführt wird, sodaß dieser weitere Teilabschnitt (28) auf eine Temperatur...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachbehandlung zumindest eines aus einem Schmelzestrom durch Extrudieren hergestellten Gegenstandes aus Kunststoff, bei dem der Schmelzestrom nach dem Austritt aus einem Extruder in einen Schmelzestrang mit einer vorbestimmten Querschnittsform mit zumindest einem ersten Teilabschnitt mit einer Hohlkammer und mit zumindest einem damit verbundenen weiteren Teilabschnitt aus einem Vollprofil umgeformt wird, wobei der Schmelzestrang unmittelbar nach der Formgebung über seinen gesamten Querschnitt in etwa die gleiche Temperatur aufweist, danach diesem Schmelzestrang Wärme entzogen und gleichzeitig dabei der Gegenstand in seiner Außenabmessung festgelegt wird, und danach dem Gegenstand wiederum Wärme zugeführt wird.
Aus der DE 28 11 450 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Zuschnitten für Häuser bekannt geworden, bei welchem ein hohler, rechteckig geformter Preßling im Strangpressverfahren hergestellt, im Vakuum auf die richtige Größe gebracht und gekühlt wird. Zur Span nungsbeseitigung wird das Hohlprofil zwischen im Abstand voneinander angeordneter Führungsplatten geführt und dabei die Wärmebehandlung durchgeführt. Zur Beseitigung der Spannungen in den Eckbereichen des Hohlprofils erfolgt die Wärmeeinbringung ausschließlich in diesen Abschnitten. Um eine Temperaturbelassung an weiteren Abschnitten des Hohlprofils zu vermeiden, decken die Führungsplatten diese Abschnitte während dem Durchgang des Preßlings durch die Einrichtung zur Beseitigung von Spannungen ab. An diesem im Querschnitt ausgebildeten rechteckigen Hohlprofil, sind im Querschnitt gesehen, jeweils an beiden längeren Seiten Vollprofilsektionen angeordnet, welche ebenfalls von den Führungsplatten abgedeckt sind.
Aus der WO 90/08639 A1 ist ein Verfahren sowie eine Anlage zum Herstellen von aus Kunststoffextrudaten geformten formstabilen Profilen, insbesondere Fensterprofilen, bekannt geworden. Dabei wird das Kunststoffprofil extrudiert und im gleichen Arbeitsgang eine Schutzschicht bzw. eine Dämpfungsvorrichtung auf dieses Profil aufextrudiert. Das extrudierte Kunststoffprofil wird nach dem Verlassen aus der Düse kalibriert und zumindest soweit abgekühlt, bis dass es formstabil ist. Anschließend daran wird ein Oberflächenbereich des Profils in jenem Bereich, in dem die Schutzschicht bzw. die Dämpfungsvorrichtung aufgebracht werden soll, erhitzt und zumindest in einen teigigen Zustand versetzt. Die Schutzschicht bzw. Dämpfungsvorrichtung wird auf diesen erhitzten Bereich aufextrudiert, wodurch eine bessere Verbindung zwischen diesen beiden Bauteilen erzielt wird.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Kunststoffprofilen ist aus der EP 0 829 339 A1 bekannt geworden. Bei diesem Verfahren wird das Kunststoffprofil aus einer Extrusionsdüse ausgetragen, anschließend daran in einem Kalibrierwerkzeug kalibriert und nachfolgend in einem Bad abgekühlt. Anschließend daran wird eine dünne Oberflächenschicht an zumindest einer Außenseite des Profils erwärmt, wodurch die Oberflächenqualität des Kunststoffprofils in diesem nachbehandelten Abschnitt verbessert wird. Dadurch wird der Herstellungsprozess einfacher und weniger kritisch gestaltet. Die Vereinfachung des Herstellungsprozesses wird dadurch erreicht, dass bei der anfänglichen Kalibrierung ein wesentlich niedriger Güteanspruch an Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität angelegt werden kann, da bei der nachträglichen Erwärmung etwaige Fehler leicht ausgeglichen werden können. Dabei ist es wichtig, dass die Erwärmung nur in einer dünnen Oberflächenschicht erfolgt und die ansonst schon steife Grundstruktur des Profils während der gesamten Erwärmung erhalten bleibt.
Eine andere Vorrichtung zum Erwärmen von extrudiertem Strangmaterial ist aus der DE 40 00 355 A1 bekannt geworden, bei welchem das Aufheizen von profilierten Strangmaterialien möglichst schnell und über den Querschnitt absolut gleichmäßig in einem Kanal vorgenommen werden soll. Dabei wird der Kanal in mehrere untereinander in Verbindung stehende Zonen unterteilt, in die jeweils wenigstens ein Einlass zur gesteuerten Zufuhr von Heizmittel mündet. Am Ende des Kanals ist ein gemeinsamer Auslass für das verbrauchte Heizmittel angeordnet. Dadurch wird das verbrauchte Heizmittel also erst am Ende des Kanals abgesaugt, wodurch die Bewegungsgeschwindigkeit des Heizmittels kontinuierlich bis zum Auslass ansteigt. Durch diesen Anstieg der Bewegungsgeschwindigkeit nimmt auch die molekulare Querbewegung in der Nähe des profilierten Stranges zu. Dadurch wird über den Querschnitt des zu erwärmenden Materials ein rascher Wärmetransfer und damit eine rasche durchgehende Erwärmung erzielt.
Die GB 1 025 202 A beschreibt ebenfalls ein Verfahren zum Temperieren – also Erhitzen oder Kühlen – eines Strangmaterials mit einem Heiz- oder Kühlmittel, bei welchem der Temperiermittelstrom in senkrechter Richtung auf die Längserstreckung des zu temperierenden Gegenstandes geleitet wird. Dazu ist ein rohrförmiges Gehäuse vorgesehen, in welchem innerhalb desselben ein weiterer rohrförmiger Kanal mit sich in Längsrichtung erstreckenden Ausströmschlitzen hin in Richtung auf den zu behandelnden Gegenstand angeordnet ist. Um eine gerichtete Strömung des Temperiermittels zu erzielen, sind beidseits des Schlitzes Leitplatten angeordnet, welche den Temperiermittelstrom hin zum Strangmaterial lenken. Das zugeführte Temperiermittel wird aus dem gemeinsamen Gehäuse über eine Absaugleitung abgefihrt. Bei diesem Verfahren und der Vorrichtung wird ebenfalls der gesamte Querschnitt des Gegenstandes erwärmt oder gekühlt.
Ein anderes Verfahren zum Extrudieren und Kalibrieren von Kunststoffrohren ist aus der DE 32 16 720 A1 bekannt geworden, bei welchem ein Kunststoffrohr nach dem Austritt aus dem Extruder in einen Schmelzestrang mit einer vorbestimmten Raumform umgeformt wird, wobei der gesamte Schmelzestrang unmittelbar nach der Formgebung über seinen gesamten Querschitt in etwa die gleiche Temperatur aufweist. Nach dem Austritt des Schmelzestranges aus der Extrusionsdüse wird der gesamte Querschnitt desselben zur Bildung des Rohres abgekühlt und dabei in seiner Querschnittsabmessung festgelegt. Durch den Abkühlvorgang werden Spannungsdifferenzen über den gesamten Querschnitt zwischen den Außen- und Innenwandungen des kalibrierten Rohres aufgebaut, welche durch eine unmittelbar danach stattfindende Wärmeeinbringung von der Außenseite des Rohres her und einer damit verbundenen Wärmeabfuhr aus dem Innenraum des Rohres durch ein eigenes Kühlmittel abgebaut werden. Dadurch wird die nachträglich eingebrachte Wärme über den gesamten Querschnitt von der Außenseite des Rohres hin zu dessen Innenwandung hindurchgeführt und so ein Spannungsabbau über den gesamten Querschnitt durchlaufend ermöglicht. Durch das im Inneren des Rohres befindliche Kühlmedium wird während des Abkühlvorganges der gesamte Rohrquerschnitt vollständig von außen nach innen abgekühlt. Dadurch werden Spannungsdifferenzen zwischen der inneren und der äußeren Oberfläche des Rohres nahezu abgebaut bzw. ausgeglichen.
Aus der DE 21 23 333 A ist ein Verfahren zum Ausformen extrudierter Kunststoffprofile sowie eine Formgebungseinrichtung hierfür bekannt geworden, bei welcher ein Schmelzestrang aus einer Extrusionsdüse zur Bildung des Gegenstandes ausgetragen und zur Formgebung durch eine Kalibrier- bzw. Formgebungseinrichtung hindurchgeführt wird. Um ein Verklemmen des Profils während des Durchlaufens durch den Kalibrierungskanal zu vermeiden, wird ein Film aus Luft oder einem anderen unter Druck stehenden strömungsfähigen Medium zwischen der äußeren Oberfläche des Kunststoffprofils und der Wandung des Kalibrierungskanals gebildet. Dabei dient der Film des strömungsfähigen Mediums dazu, eine Anlage des Kunststoffprofils während dessen Abkühlvorgang innerhalb des Kalibrierwerkzeuges an den Wandungen des Kalibrierungskanals zu verhindern, um so eine Beschädigung der äußeren Oberfläche bzw. des gesamten Gegenstandes zu vermeiden.
Zur Herstellung von verzugsfreien bzw. eine gewisse Geradheit aufweisenden Profilen war es bereits gemäß dem ”Kunststoff Taschenbuch” von Hansjörgen Saechtling, herausgegeben vom Carl Hanser Verlag München Wien, 24. Ausgabe bekannt, eigene Temperiergeräte dem extrudierten Gegenstand zuzuordnen und somit eine großflächige Wärmeeinbringung in den selben zu erzielen. Weiters war es auch noch bekannt, einzelnen Profilsektionen von Kunststoffprofilen eigene Wärmestrahler zuzuordnen, um ebenfalls eine Wärmeeinbringung in den Gegenstand zu erreichen. Bei all diesen bekannten Vorrichtungen bzw. Verfahren konnte eine einwandfreie Geradheit des hergestellten Gegenstandes in seiner Längsrichtung nur sehr schwer erzielt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Nachbehandlung von Teilabschnitten des Querschnittes von Gegenständen zu schaffen, um eine ausreichende Geradheit sowie Verzugsfreiheit in Längsrichtung der Gegenstände nach deren Behandlung zu erzielen.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der weitere Teilabschnitt durchgehend gegenüber dem ersten Teilabschnitt auf eine dazu geringere Temperatur, wie z. B zwischen 6°C und 20°C, abgekühlt wird und daran anschließend überwiegend dem weiteren Teilabschnitt des Gegenstandes Wärmeenergie zugeführt wird, sodaß dieser weitere Teilabschnitt auf eine Temperatur zwischen 70°C und 250°C erwärmt wird. Vorteilhaft ist hierbei, daß nunmehr durch die nachträgliche Zufuhr von Wärmeenergie in zumindest einem weiteren Teilabschnitt des Gegenstandes dieser auf eine gegenüber dem ersten Teilabschnitt zumindest gleiche, bevorzugt jedoch höhere Temperatur verbracht wird, wodurch innerhalb des Gesamtquerschnittes des Gegenstandes ein Spannungsausgleich erfolgen kann, durch welchen eine nahezu exakte Geradheit des Gegenstandes in seiner Längserstreckung erzielbar ist.
Weitere vorteilhafte Vorgehensweisen sind in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben, wodurch es auf einfache Art und Weise möglich ist, die Zufuhr der benötigten Wärmemenge in den weiteren Teilabschnitt je nach Verfahrensablauf einfach festlegen zu können.
Durch die Vorgehensweisen gemäß den Ansprüchen 4 bis 6 wird in vorteilhafter Weise die Menge des zugeführten Mediums und damit verbunden die dem weiteren Teilabschnitt zugeführte Wärmemenge auf einfache Art und Weise festgelegt.
Vorteilhaft ist weiters ein Vorgehen nach Anspruch 7, da dadurch eine Wärmebelastung des ersten Teilabschnitts des Gegenstandes durch eine Abdichtung im Übergangsbereich und somit eine zusätzliche Erwärmung und ein damit verbundener neuerlicher Verzug verhindert werden.
Vorteilhaft ist auch ein Vorgehen, wie dies im Anspruch 8 beschrieben ist, da dadurch ein intensiver Wärmeübergang ausgehend vom Medium hin zum erwärmenden Teilabschnitt des Gegenstandes sichergestellt wird. Dies erfolgt durch eine ausreichende Menge an Medium, welche durch den Heizkanal hindurchgefördert wird und so ein oftmaliger Mediumaustausch an der Oberfläche des zu erwärmenden Teilabschnittes erzielt werden kann.
Schließlich sind weitere vorteilhafte Vorgehensweisen in den Ansprüchen 10 und 11 beschrieben, da einerseits durch die nachträglich eingebrachte Wärmemenge ein Spannungsausgleich über nahezu den gesammten Querschnitt des Gegenstandes erzielbar ist und andererseits bei entsprechend hoher Erwärmung des weiteren Teilabschnittes eine nachträgliche Verformung der Querschnittsform sowie eine exakte Kalibrierung möglich wird und dadurch ho he Werkzeugkosten für die Auslegung der Extrusionsdüse sowie der nachgeschalteten Kalibriervorrichtungen eingespart werden können.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Extrusionsanlage mit einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichturig, in Seitenansicht und vereinfachter, schematischer Darstellung;
2 die Behandlungsvorrichtung nach 1, in Stirnansicht, geschnitten, gemäß den Linien II-II in 1 und vereinfachter sowie vergrößerter Darstellung;
3 die Behandlungsvorrichtung nach 1 und 2, in Draufsicht und vereinfachter sowie vergrößerter Darstellung sowie nicht dargestelltem Gegenstand;
4 eine weitere mögliche Ausbildung einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung in Stirnansicht, teilweise geschnitten, gemäß den Linien IV-IV in 5 und vereinfachter sowie vergrößerter Darstellung;
5 die Behandlungsvorrichtung nach 4, in Draufsicht und vereinfachter sowie vergrößerter Darstellung sowie nicht dargestelltem Gegenstand;
6 eine andere mögliche Ausbildung einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung, in Draufsicht und vereinfachter, schematischer Darstellung;
7 die Behandlungsvorrichtung nach 6, in Stirnansicht, teilweise geschnitten, gemäß den Linien VII-VII in 6 und vereinfachter, schematischer Darstellung;
8 eine der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung nachgeordnete Formgebungsvorrichtung, in Stirnansicht und vereinfachter, schematischer Darstellung.
Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung angegebenen Richtungen, wie z. B. oben oder unten, nur auf die hier gewählte Darstellung zu beziehen und sind sinngemäß bei einer Lageänderung auf diese neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale aus den gezeigten unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
In der 1 ist eine Extrusionsanlage 1 gezeigt, die aus einem Extruder 2, einem diesen nachgeschalteten Extrusionswerkzeug 3 sowie einer Kalibriereinrichtung 4 und einer Kühleinrichtung 5 besteht. Der Kühleinrichtung 5 ist in Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – ein schematisch und vereinfacht dargestellter Raupenabzug 7 nachgeordnet, mit welchem zumindest ein Gegenstand 8, beispielsweise ein Profil aus Kunststoff für den Fensterbau oder dgl., ausgehend vom Extrusionswerkzeug 3 durch die Kalibriereinrichtung 4 sowie Kühleinrichtung 5 abgezogen werden kann und mittels nicht näher dargestellten Einrichtungen, wie beispielsweise Sägen und dgl., entsprechend abge längt werden kann.
Die Kalibriereinrichtung 4 sowie Kühleinrichtung 5 der Extrusionsanlage 1 sind auf einem vereinfacht dargestellten Kalibriertisch 9 angeordnet bzw. auf diesem gehaltert, wobei sich der Kalibriertisch 9 über vereinfacht dargestellte Laufrollen 10 und diesen zugeordneten Fahrschienen 11 auf einer schematisch angedeuteten Aufstandsfläche 12 abstützt bzw. auflagert. Diese Aufstandsfläche 12 ist zumeist ein ebener Hallenboden, auf welchem auch der Extruder 2, welcher auch als Plastifiziervorrichtung bezeichnet werden kann, sowie der Raupenabzug 7 usw. abgestützt sind.
Dem Extrusionswerkzeug 3 ist in Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – eine Behandlungsvorrichtung 13 für den Gegenstand 8 nachgeordnet. Die detaillierte Beschreibung der Behandlungsvorrichtung 13 sowie deren Anordnung und Funktionsweise und deren mögliche Ausführungsform erfolgt in den nachfolgenden Figuren. Bevorzugt jedoch kann die Behandlungsvorrichtung 13 an unterschiedlichen Positionen sowie gegebenenfalls auch mehrfach angeordnet sein. So kann die Behandlungsvorrichtung 13 entweder zwischen der Kalibriereinrichtung 4 und der Kühleinrichtung 5 angeordnet, wie dies in strichlierten Linien angedeutet ist und/oder der Kühleinrichtung 5 nachgeordnet sein. Bei einer Mehrfachanordnung von einzelnen die Kühleinrichtung 5 bildenden Kühlbädern ist es auch möglich, die Behandlungsvorrichtung 13 zwischen diesen anzuordnen, da somit bei einem erneuten Eintritt in die weitere Kühlkammer eine Abkühlung des weiteren Teilabschnittes erfolgt.
Die Kalibriereinrichtung 4 kann aus einzelnen in Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – hintereinander angeordneten Kalibrierwerkzeugen gebildet und auf einer Aufnahmeplatte abgestützt sein und beispielsweise als Vakuumkalibrierung ausgebildet sein, wobei die Kalibrierung des extrudierten Gegenstandes 8 in bekannter Weise innerhalb der einzelnen Kalibrierwerkzeuge erfolgt. Dabei kann die Anordnung der Vakuumschlitze, der Kühlabschnitte und Kühlbohrungen sowie deren Anschlüsse und Versorgung gemäß dem bekannten Stand der Technik erfolgen. Diese Kalibrierung kann beispielsweise eine Kombination aus Trocken- und Naßkalibrierung bzw. nur eine vollständige Trockenkalibrierung umfassen. Weiters kann auch ein Zutritt von Umgebungsluft, ausgehend vom Extrusionswerkzeug 3 bis hin zum Austritt aus der Kalibriereinrichtung 4 vollständig verhindert werden.
Die Kühleinrichtung 5 für den aus der Kalibriereinrichtung 4 austretenden Gegenstand 8 umfaßt eine Kühlkammer 14, welche durch ein vereinfacht dargestelltes Gehäuse ge bildet ist und durch im Innenraum der Kühlkammer 14 angeordnete und vereinfacht dargestellte Stützblenden in unmittelbar aufeinanderfolgende Bereiche unterteilt ist. Es ist aber auch möglich, den Innenraum der Kühlkammer 14 auf einen gegenüber dem atmosphärischen Luftdruck liegenden Druck abzusenken.
Der Gegenstand 8 besteht bevorzugt zumeist aus einem thermoplastischen Kunststoff 15, welcher in Granulatform bzw. Pulverform in einem Aufnahmebehälter 16 des Extruders 2 bevorratet ist und mittels einer oder mehrerer Förderschnecken 17 innerhalb des Extruders 2 entsprechend erweicht bzw. plastifiziert und daran anschließend aus dem Extrusionswerkzeug 3 ausgetragen wird. Dieser erweichte bzw. plastische Kunststoff 15 weist nach dem Austritt aus dem Extrusionswerkzeug 3 eine durch das Extrusionswerkzeug 3 vorgegebene Querschnittsform auf, welche in der darin anschließenden Kalibriereinrichtung 4 entsprechend kalibriert und/oder gekühlt wird, bis der zähplastische Gegenstand 8 oberflächlich soweit abgekühlt ist, sodaß seine Außenform stabil sowie in ihren Abmessungen entsprechend ausgebildet ist. Anschließend an die Kalibriereinrichtung 4 durchläuft der Gegenstand 8 die Kühleinrichtung 5, um eine weitere Abkühlung und gegebenenfalls Kalibrierung zu erreichen, um die endgültige Querschnittsform des Gegenstandes 8 festzulegen.
In den 2 und 3 ist die in der 1 schematisch und vereinfacht dargestellte Behandlungsvorrichtung 13 in einem größeren Maßstab dargestellt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Die Behandlungsvorrichtung 13 weist einen Grundkörper 18 auf, der in Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – gesehen eine obere bzw. untere Seitenwand 19, 20 bzw. sich dazwischen erstreckende seitliche Seitenwände 21, 22 aufweist. Diesen Seitenwänden 19 bis 22 sind an deren Endbereichen Stirnwände 23, 24 zugeordnet, wobei die Stirnwand 23 in Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – gesehen der Stirnwand 24 vorgeordnet ist. So ist die Stirnwand 23 einem Eintrittsbereich und die weitere Stirnwand 24 einem Austrittsbereich der Behandlungsvorrichtung 13 zugeordnet. Durch die Anordnung der Seitenwände 19 bis 22 sowie der Stirnwände 23, 24 ist der Grundkörper 18 in seiner Außenform festgelegt. Weiters weist der Grundkörper 18 in Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – gesehen zwischen den Stirnwänden 23, 24 eine Länge 25 auf.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist im Bereich der unteren Seitenwand 20 des Grundkörpers 18 ein sich über die gesamte Länge 25 erstreckender Heizkanal 26 angeordnet, welcher sich somit ausgehend von einem Eintrittsbereich hin zu einem Austrittsbereich des Gegenstandes 8 zwischen der Stirnwand 23 und der weiteren Stirnwand 24 der Behandlungsvorrichtung 13 erstreckt.
Ein gesamter Querschnitt des Gegenstandes 8 setzt sich bei diesem Ausführungsbeispiel aus zumindest einem ersten Teilabschnitt 27 sowie zumindest einem damit verbundenen weiteren bzw. zweiten Teilabschnitt 28 zusammen. Dabei ist bevorzugt der erste Teilabschnitt 27 in Form eines Hohlprofils und der weitere Teilabschnitt 28 bevorzugt als Vollprofil ausgebildet.
Aufgrund des Extrudiervorganges weist der Gegenstand 8 während seines Austritts aus dem Extrusionswerkzeuge 3 über seinen Querschnitt gesehen in etwa die gleiche Temperatur auf. Dies ändert sich jedoch unmittelbar nach dem Eintritt in die Kalibriereinrichtung 4, in welcher dem weiteren Teilabschnitt 28 aufgrund der allseitigen Kühlmöglichkeit eine höhere Wärmemenge gegenüber dem ersten Teilabschnitt 27 mit den Hohlkammern, welcher nur im Bereich der Außenseite gut gekühlt werden kann, entzogen wird. So kann der aus der Kalibriereinrichtung 4 austretende Gegenstand 8 in seinem weiteren Teilabschnitt 28 bereits vollständig abgekühlt und in seinem Gefügeaufbau eingefroren sein und der erste Teilabschnitt 27 eine dazu wesentlich höhere Wärme bzw. Temperatur aufweisen, wodurch es bedingt durch die weitere Abkühlung des ersten Teilabschnittes zu einem Schrumpfvorgang im Bereich des ersten Teilabschnittes 27 gegenüber dem weiteren Teilabschnitt 28 kommt. Diese Temperaturdifferenz zwischen den beiden Teilabschnitten 27, 28 kann noch während dem Durchtritt durch die Kühleinrichtung 5 vermindert werden, wobei jedoch auch in der Kühleinrichtung 5 ein vollständiges Abkühlen des ersten Teilabschnittes 27 bevorzugt nur in dessen Randzonen erfolgt. Eine vollständige Wärmeabfuhr aus dem Innenraum des Hohlprofils ist hier schwierig zu realisieren. Dabei kann der erste Teilabschnitt 27 vor dem Eintritt in die Behandlungsvorrichtung 13 an seiner Außenseite eine Temperatur zwischen 15°C und 30°C und der weitere Teilabschnitt 28 eine dazu niedrigere Temperatur zwischen 6°C und 20°C aufweisen. Eine Temperatur im Innenraum der Hohlkammer kann dahingegen wesentlich höher sein als die Außentemperatur.
Aufgrund der frühzeitigen Abkühlung des weiteren Teilabschnittes 28 gegenüber dem ersten Teilabschnitt 27 kommt es üblicher Weise zu einem Längsverzug des gesamten Gegenstandes 8, wobei der Krümmungsmittelpunkt des Verzuges zumeist auf der Seite des ersten Teilabschnittes 27 des Gegenstandes 8 angeordnet ist. Dies kommt daher, da dem ersten Teilabschnitt 27 gegenüber dem weiteren Teilabschnitt 28 zeitlich gesehen später die im Gegenstand 8 enthaltene Wärme entzogen wird und es so zu einem unter schiedlichen Schrumpfvorgang zwischen den beiden Teilabschnitten 27, 28 kommt.
Aufgrund dieser physikalischen Gegebenheiten wird dem weiteren Teilabschnitt 28 während seinem Durchtritt durch die Behandlungsvorrichtung 13 zwischen dem Eintritts- und Austrittsbereich im Heizkanal 26 eine gewisse Wärmeenergie zugeführt, wobei diese Wärmeenergie so bemessen ist, daß der weitere Teilabschnitt 28 während seinem Durchtritt durch die Behandlungsvorrichtung 13 auf eine Temperatur zwischen 70°C und 250°C, bevorzugt zwischen 100°C und 200°C, nachträglich erwärmt wird. Diese Temperatur ist aber auch vom extrudierten Material abhängig, wobei sich diese zuvor gemachten Angaben bevorzugt auf Polyvinylchlorid (PVC) beziehen.
Diese Zufuhr der Wärmeenergie kann auf verschiedenste Art und Weise erfolgen und beispielsweise durch ein zugeführtes Medium 29, wie beispielsweise unter Druck, insbesondere über dem Umgebungsdruck, stehende Luft, welche beim Durchtritt durch eine Heizvorrichtung 30 auf die gewünschte Temperatur verbracht wird, realisiert sein. Diese Heizvorrichtung 30 kann durch die unterschiedlichsten Heizelemente, wie z. B. eine Heizdiode, welche mit elektrischer Energie versorgt wird und durch welche das Medium 29 hindurchgeführt wird, gebildet sein. Dabei ist sowohl die Menge des zugeführten Mediums 29 als auch die Heizleistung, also die dem hindurchtretenden Medium 29 zugeführte Wärmemenge unabhängig voneinander regelbar. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind dem Grundkörper 18 zwei Heizvorrichtungen 30 für das hindurchtretende Medium 29 zugeordnet, wobei das zugeführte Medium 29 über unterschiedlich angeordnete Zufuhr- sowie Verteilkanäle 31, 32 dem Heizkanal 26 zugeführt wird. Dabei ist die Heizvorrichtung 30 dem Zufuhrkanal 31 vorgeordnet.
Wie nun aus der Darstellung in der 3 besser zu ersehen ist, sind die Zufuhr- und/oder Verteilkanäle 31, 32 unter einem Winkel 33 in Bezug zur Längserstreckung bzw. Länge 25 des Grundkörpers 18 der Behandlungsvorrichtung 13 in einer zur Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – entgegengesetzten Richtung zur Durchströmung ausgerichtet, welcher gleich bevorzugt jedoch kleiner einem Winkel von 90° zur Durchströmrichtung des Mediums 29 im Heizkanal 26 ist. Dadurch bildet sich eine Ausrichtung der Zufuhr- und/oder Verteilkanäle 31, 32 ausgehend von der Stirnwand 24 in Richtung der Stirnwand 23, also entgegengesetzt zur Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – aus. Bedingt durch diese Ausrichtung erfolgt die Durchströmung des Mediums 29 durch den Heizkanal 26 in zur Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – entgegengesetzter Richtung, wodurch der Gegenstand 8 nach dem Austritt aus der Behandlungsvorrichtung 13 keiner weiteren Wärmebeaufschlagung ausgesetzt ist. Es ist aber selbstverständlich auch möglich, soll te dies aus verfahrenstechnischen Gründen notwendig sein, die Durchströmrichtung des Mediums 29 durch den Heizkanal 26 in Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – zu wählen. Aufgrund der gewählten Durchströmrichtung für das Medium 29 ist die Anordnung der Heizvorrichtung 30 entsprechend zu wählen, wodurch bei einer zur Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – entgegengesetzten Durchströmrichtung die Heizvorrichtung 30 im Austrittsbereich, also nahe der Stirnwand 24, und bei einer in gleicher Richtung zur Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – verlaufenden Strömung die Heizvorrichtung 30 im Eintrittsbereich, also nahe der Stirnwand 23, angeordnet ist.
Anstelle des zuvor beschriebenen Mediums 29 in Form von Luft ist es aber auch möglich, jedes andere gasförmige und/oder flüssige Medium zur Wärmeeinbringung in den weiteren Teilabschnitt 28 einzusetzen. Unabhängig davon ist es aber auch möglich, dem Heizkanal 26 über seine Längserstreckung gesehen Mittel zur Abstrahlung einer Energiestrahlung zuzuordnen, um den weiteren Teilabschnitt 28 ebenfalls wiederum auf eine Temperatur von größer 70°C, bevorzugt zwischen 100°C und 200°C bzw. 250°C, zu verbringen. Dies kann z. B. durch Infrarotstrahlung, Mikrowelle oder andere Energiestrahlung erfolgen.
Das durch die Heizvorrichtung 30 hindurchgeführte Medium 29 soll ebenfalls auf eine Temperatur von höher 70°C, bevorzugt zwischen 100°C und 200°C, erwärmt werden, um dem weiteren Teilabschnitt 28 eine ausreichende Wärmemenge zuzuführen. Um eine höhere Erwärmung des weiteren Teilabschnittes 28 zu erzielen, kann das Medium 29 auch auf eine Temperatur zwischen 100°C und 300°C in der Heizvorrichtung 30 erwärmt werden.
Wie nun aus der Darstellung in der 2 wiederum besser zu ersehen ist, weist der Heizkanal 26 parallel zur Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – gesehen mehrere Wände 34 auf, welche entsprechend der Umrißform des weiteren Teilabschnittes 28 innerhalb des Grundkörpers 18 angeordnet sowie parallel zur Längserstreckung des Gegenstandes bzw. zur Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – ausgerichtet sind. Somit entspricht ein in senkrecht zur Extrusionsrichtung bzw. Längsrichtung des Gegenstandes 8 ausgebildeter Querschnitt des Heizkanals 26 in etwa einer Querschnittsausbildung des weiteren Teilabschnitts 28 des Gegenstandes 8.
Vorteilhaft ist es, wenn in einer senkrecht zur Längsrichtung des Gegenstandes 8 ausgerichteten Ebene eine gemessene Breite 35 eines zwischen Profilwänden des weiteren Teilabschnittes 28 des Gegenstandes 8 und den Wänden 34 des Heizkanals 26 ausgebil deten Spülkanals 36 in etwa über die den überwiegenden Teil des Querschnittes in etwa gleich groß ist. In einem Übergangsbereich 37 zwischen dem ersten Teilabschnitt 27 und dem weiteren Teilabschnitt 28 entspricht eine Abmessung des Heizkanals 26 in der senkrecht zur Längsrichtung des Gegenstandes 8 ausgerichteten Ebene in etwa einer der dort hindurchgeführten Querschnittsabmessung des Gegenstandes 8, wodurch in diesem Übergangsbereich 37 ein Austritt des durch den Heizkanal 26 hindurch geführten Mediums 29 in Richtung des ersten Teilabschnittes 27 zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vorwiegend vollständig verhindert wird. Durch diese Abdichtung erfolgt keine Wärmeübertragung bzw. Wärmeeinbringung in Richtung des ersten Teilabschnittes 27.
Die zuvor beschriebene Breite 35 des Spülkanals 36 beträgt zwischen 0,2 mm und 20,0 mm, bevorzugt jedoch 0,5 mm und 3,0 mm bzw. 5,0 mm.
Ausgehend von der zuvor beschriebenen Vorrichtung zur Nachbehandlung ist auch das damit durchzuführende Verfahren zur Nachbehandlung eines aus einem Schmelzestrom durch Extrudieren und nachfolgendes Kalibrieren und/oder Kühlen in seinen Außenabmessungen festgelegten Gegenstandes 8, insbesondere einem Profil aus Kunststoff vorteilhaft. Dabei weist der Gegenstand 8 in seinem Querschnitt gesehen zumindest einen ersten Teilabschnitt 27, vorwiegend ein Hohlkammerprofil, sowie zumindest einen damit verbundenen weiteren Teilabschnitt 28, zumeist ein Vollprofil, auf. Während des Durchtritts des Gegenstandes 8, insbesondere des weiteren Teilabschnittes 28 wird diesem in der Behandlungsvorrichtung 13 eine Wärmeenergie zugeführt, sodaß der weitere Teilabschnitt 28 auf eine Temperatur zwischen 70°C und 250°C erwärmt wird. Diese Temperatur ist jedoch weiters noch vom gewählten Kunststoffmaterial abhängig und kann unterschiedlich zu den zuvor gemachten Angaben sein. Vorteilhaft kann die Zufuhr der Wärmeenergie durch ein auf eine Temperatur von höher 70°C erwärmtes Medium 29 erfolgen, welches bevorzugt in zur Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – entgegengesetzter Richtung den weiteren Teilabschnitt 28 im Heizkanal 26 umströmt.
Unabhängig davon ist es aber auch möglich, den in der Behandlungsvorrichtung 13 nachträglich erwärmten weiteren Teilabschnitt 28 nach diesem Erwärmungsvorgang in einer eigenen Station nachträglich zu Richtung und/oder zu verformen. Dadurch können einzelne Profilsektionen maßlich exakt ausgeführt bzw. in eine zur Extrusionsform unterschiedliche Form verbracht werden.
Aufgrund der gewählten Kanalabmessungen des Spülkanals 36 wird ein intensiver Wärmeübergang zwischen dem hindurchgeführten Medium 29 und dem weiteren Teilabschnitt 28 erzielt, wodurch mit geringen Heizleistungen bzw. mit einem geringen Energieaufwand eine rasche und vor allem wirtschaftliche Erwärmung des weiteren Teilabschnittes 28 ohne hohe Verlustleistungen erfolgt.
In den 4 und 5 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausbildung der Behandlungsvorrichtung 13 in einem größeren Maßstab dargestellt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den 1 bis 3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die Beschreibung der weiteren Figuren hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Wie bereits zuvor beschrieben, erfolgt bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Durchströmrichtung des Mediums 29 im Heizkanal 26, welcher sich wiederum über die gesamte Länge 25 des Grundkörpers 18 der Behandlungsvorrichtung 13 erstreckt, in Richtung der Extrusionsrichtung – Pfeil 6. Der Grundkörper 18 ist in seiner Längserstreckung durch die in einem Eintrittsbereich 38 des Gegenstandes 8 in die Behandlungsvorrichtung 13 angeordnete Stirnwand 23 und die in einem Austrittsbereich 39 des Gegenstandes 8 aus der Behandlungsvorrichtung 13 angeordnete Stirnwand 24 in seiner Länge 25 festgelegt.
Um die gleiche Durchströmrichtung des Mediums 29 in Bezug zur Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – zu erzielen, ist ein Zufuhrbereich 40 des Mediums 29 nahe dem Eintrittsbereich 38 bzw. der Stirnwand 23 und ein Abfuhrbereich 41 des Mediums 29 im Austrittsbereich 39 bzw. nahe der Stirnwand 24 angeordnet.
Wie nun aus einer Zusammenschau der 4 und 5 besser zu ersehen ist, sind dem weiteren Teilabschnitt 28 des Gegenstandes 8 wiederum die den Heizkanal 26 begrenzenden Wände 34 zugewandt, wodurch sich zwischen Außenflächen des Teilabschnittes 28 und den Wänden 34 der Spülkanal 36 zum Hindurchführen des Mediums 29 ausbildet. Bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel mündet in den Heizkanal 26, ausgehend von den hier beidseits sowie in einer senkrecht zur Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – ausgerichteten Ebene des Heizkanals 26 angeordneten Zufuhrkanälen 31 zumindest ein, bevorzugt jedoch mehrere Verteilkanäle 32. Dabei weisen die einzelnen Verteilkanäle 32 bevorzugt einen geringeren Querschnitt als die Zufuhrkanäle 31 auf. Weiters ist durch eine Mehrfachanordnung der Verteilkanäle 32 sowie der geringeren Querschnittsabmessung derselben eine gerichtete und gezielte Wärmeeinbringung an vorbestimmbaren Oberflächenabschnitten des weiteren Teilabschnittes 28 des Gegenstandes 8 möglich. Weiters ist hier gezeigt, daß den beiden Zufuhrkanälen 31 in Strömungsrichtung ein weiterer Kanal 42 vorgeordnet ist, mit welchem die Zufuhrkanäle 31 in Strömungsverbindung stehen. Dabei sei erwähnt, daß die hier dargestellte Anordnung, Ausbildung sowie Anzahl der Kanäle nur beispielshaft wiedergegeben worden ist und diese selbstverständlich frei gewählt werden kann. Weiters ist auch eine Mehrfachanordnung sowie eine beliebige Ausrichtung der einzelnen Kanäle zueinander möglich.
Zusätzlich ist hier noch dargestellt, daß in einem Übergangs- bzw. Verbindungsbereich zwischen den Zufuhrkanälen 31 und dem Kanal 42 zumindest jeweils eine Einstellvorrichtung 43, z. B. in Form eines Stellelementes 44 angeordnet ist. Dieses Stellelement 44 bzw. die Stellelemente 44 dienen dazu, die Menge und/oder den Druck des zugeführten bzw. durchströmenden Mediums 29, ausgehend vom Kanal 42 hin zu den einzelnen Zufuhrkanälen 31 individuell je nach Bedarf zu regeln, dosieren bzw. voreinzustellen. Dadurch ist es möglich, jedem der Zufuhrkanäle 31 nur eine bestimmte Menge an Medium 29 zuzuführen, wodurch je nach Anordnung der von den Zufuhrkanälen 31 in den Heizkanal 26 mündenden Verteilkanäle 32 eine unterschiedliche Wärmeeinbringung an beiden Seiten in den weiteren Teilabschnitt 28 des Gegenstandes 8 erzielbar ist. Weiters kann durch die Einstellvorrichtung 43 auch eine Druckdifferenz zwischen den beiden Zufuhrkanälen 31 eingestellt werden, wodurch eine weitere Beeinflussungsmöglichkeit der Wärmeeinbringung in den weiteren Teilabschnitt 28 möglich ist. Durch diese gerichtete und gegebenenfalls unterschiedliche Wärmeeinbringung in den weiteren Teilabschnitt 28 des Gegenstandes 8 ist es möglich, in allen Richtungen in einer senkrecht zur Extrusionsrichtung ausgerichteten Ebene einen indirekten Richtvorgang des Gegenstandes 8 zu erreichen. Dadurch ist auf einfache Art und Weise eine exakte Ausrichtung der Geradheit des gesamten Gegenstandes 8 während des Extrusionsvorganges möglich, ohne daß nachträgliche Richtarbeiten notwendig sind oder ein hoher Ausschuß produziert wird.
Das dem Kanal 42 zugeführte Medium 29 kann vor Eintritt in diesen wiederum durch die Heizvorrichtung 30 bzw. das diese gebildete Heizelement hindurchgeführt und dabei erwärmt werden, um das Medium 29 auf die gewünschte Temperatur zu verbringen. Dadurch ist es möglich, jene Wärmemenge festzulegen, welche dem weiteren Teilabschnitt 28 während dessen Durchtritt durch den Heizkanal 26, ausgehend vom Medium 29, zugeführt wird.
Wie nun besser aus der 5 zu ersehen ist, sind die einzelnen Verteilkanäle 32 winkelig unter dem Winkel 33 im Bezug zur Durchströmrichtung des Mediums 29 durch den Heizkanal 26 im Grundkörper 18 angeordnet. Dabei ist wieder der Winkel 33 kleiner oder gleich 90°, wodurch sich eine vorgegebene Durchströmrichtung in gleicher Richtung zur Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – ausbildet. Aufgrund dieser zuvor beschriebenen Anordnung und Ausbildung der einzelnen Kanäle zueinander erfolgt eine gerichtete und vorbestimmbare Wärmeeinbringung durch das Medium 29 hin zum weiteren Teilabschnitt 28 des Gegenstandes 8, um diesem zumindest in den einzelnen Oberflächenabschnitten eine gewisse Wärmemenge zuzuführen. Bedingt durch diese nachträgliche Wärmeeinbringung ist eine verzugsfreie und vor allem einfache Erzielung einer ausreichenden Geradheit derartiger Gegenstände 8 möglich. Auch bei diesem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Einbringung des Mediums 29 im Zufuhrbereich 40 unter einem gegenüber dem Umgebungsluftdruck höheren Druck, wodurch sich ausgehend vom Zufuhrbereich 40 hin zum Abfuhrbereich 41 des Mediums 29 über die Längserstreckung des Heizkanals 26 eine Druckdifferenz ausbildet.
In den 6 und 7 ist eine weitere mögliche und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausbildung der Behandlungsvorrichtung 13 vereinfacht und schematisch dargestellt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den 1 bis 5 verwendet werden. Weiters wird wiederum, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, auf die Beschreibung einzelner Teile in den weiteren Figuren hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Durchströmrichtung des Mediums 29 entgegen der Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – gewählt, wodurch der Zufuhrbereich 40 im Austrittsbereich 39 des Gegenstandes 8 aus der Behandlungsvorrichtung 13 und der Abfuhrbereich 41 des Mediums 29 aus dem Heizkanal 26 im Eintrittsbereich 38 nahe der Stirnwand 23 im Grundkörper 18 angeordnet ist. Die Ausbildung und Anordnung der einzelnen Kanäle im Zufuhrbereich 40 kann gemäß einer der zuvor bereits detailliert beschriebenen Anordnungen entsprechen, wobei hier auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet worden ist. Wesentlich ist jedoch dabei, daß die einzelnen Verteilkanäle 32, welche ausgehend vom Zufuhrkanal 31 in den Heizkanal 26 münden, wiederum winkelig unter dem Winkel 33 geneigt in Bezug zur Längserstreckung der Behandlungsvorrichtung 13 ausgerichtet sind, welcher bevorzugt gleich oder kleiner 90° zu einer senkrecht zur Extrusionsrichtung ausgerichteten Ebene geneigt ist. Dadurch wird eine gerichtete Strömung des Mediums 29 innerhalb des Heizkanals 26 erzielt.
Das im Zufuhrbereich 40 zugeführte Medium 29 wird vor dem Eintritt in die Behandlungsvorrichtung 13 wiederum mittels der eigenen Heizvorrichtung 30 auf die gewünschte entsprechende Temperatur erwärmt und gelangt anschließend in den Kanal 42, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel wiederum mit beidseits des Heizkanals 26 angeordneten und senkrecht zur Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – ausgerichteten Zufuhrkanälen 31 in Strömungsverbindung steht. Zur Dosierung bzw. Regulierung der ausgehend vom Kanal 42 hin zu den Zufuhrkanälen 31 hindurchtretenden Menge an Medium 29 kann zwischen diesen beiden Kanälen wiederum die Einstellvorrichtung 43 in Form eines Stellelementes 44 vorgesehen bzw. angeordnet sein. Ausgehend von den beiden Zufuhrkanälen 31 gelangt das Medium 29 durch zumindest einen, bevorzugt jedoch mehrere, jedem dieser Zufuhrkanäle 31 zugeordneten Verteilkanäle 32 in den Heizkanal 26 und strömt entlang desselben bei gleichzeitiger Wärmezufuhr in den weiteren Teilabschnitt 28 des Gegenstandes 8 hin zum Abfuhrbereich 41 des Mediums 29 aus der Behandlungsvorrichtung 13. Unabängig davon ist es aber selbstverständlich auch möglich, die Durchströmrichtung des Mediums 29 gleich der Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – zu wählen, wodurch der Zufuhrbereich 40 dem Eintrittsbereich 38 des Gegenstandes 8 und der Abfuhrbereich 41 dem Austrittsbereich 39 des Gegenstandes 8 aus der Behandlungsvorrichtung 13 zuzuordnen ist.
Der Abfuhrbereich 41 des Mediums 29 aus der Behandlungsvorrichtung 13 ist in der 7 vereinfacht dargestellt, wobei die Anordnung und Ausbildung der einzelnen Kanäle ähnlich sein kann wie für den Zufuhrbereich 40. Ausgehend von den den Heizkanal 26 begrenzenden Wänden 34 führt zumindest einer, jedoch bevorzugt mehrere Einzelkanäle 45, welche insbesondere als Bohrungen ausgebildet sein können, in Richtung je eines beidseits des Heizkanals 26 innerhalb des Grundkörpers 18 angeordneten Zwischenkanals 46, welche ihrerseits wiederum in einem bevorzugt gemeinsamen Sammelkanal 47 münden. Dieser Sammelkanal 47 steht weiters über eine schematisch angedeutete Ableitung 48 mit einer Unterdruckeinheit 49, wie z. B. einer Vakuumpumpe 50, in Verbindung. Es ist aber auch unabhängig davon möglich, anstelle der zuvor als Bohrungen beschriebenen Einzelkanäle 45 diese in Form von Vakuumschlitzen auszubilden, welche ausgehend von den Wänden 34 des Heizkanals 26 sich bis in den Bereich des Zwischenkanals 46 erstrecken und vereinfacht mit strichpunktierten Linien angedeutet sind.
Zusätzlich ist es wiederum möglich, im Übergangsbereich zwischen den Zwischen kanälen 46 und dem Sammelkanal 47 zumindest eine, bevorzugt jedoch mehrere Einstellvorrichtungen 51 in Form von Stellelementen 52 anzuordnen, um wiederum die Menge und/oder den Druck des aus den einzelnen Zwischenkanälen 46 hin zum Sammelkanal 47 strömenden Mediums 29 dosieren bzw. regeln zu können.
Wie nun besser aus der 6 zu ersehen ist, wird dem Zufuhrbereich 40 der Behandlungsvorrichtung 13 über eine Zuleitung 53 das Medium 29 zugeführt, welches ausgehend vom Zufuhrbereich 40 hin zum Abfuhrbereich 41 durch den Heizkanal 26 bzw. den Spülkanal 36 hindurchgeführt wird. Dieses Hindurchführen erfolgt durch Erzeugung einer Druckdifferenz zwischen dem Zufuhrbereich 40 und dem Abfuhrbereich 41 durch die zuvor beschriebene Unterdruckeinheit 49. Aus dem Abfuhrbereich 41 wird das Medium 29 über die Ableitung 48 einem Wärmetauscher 54 zugeleitet und anschließend nach Durchtritt und einem weiteren Wärmeentzug in diesem, z. B. als noch an- bzw. vorgewärmte Luft der Umgebung zugeführt. Die Zuleitung 53 für das Medium 29 wird ebenfalls vor dem Eintritt in den Zufuhrbereich 40 über bzw. durch den Wärmetauscher 54 geführt, wobei beim Durchtritt durch denselben eine Vorwärmung des neuen Mediums 29 in der Zuleitung 53 erfolgt. Dadurch kann beispielsweise die Heizleistung der Heizvorrichtung 30 herabgesetzt werden, da jene Wärmemenge, welche im Medium 29 nach dem Durchtritt durch den Heizkanal 26 im Anschluß an den Abfuhrbereich 41 noch in diesem enthalten ist, für die Vorwärmung des frisch zugeführten Mediums 29 dient.
Unabhängig davon wäre es aber auch möglich, einen zumindest teilweise geschlossenen Kreislauf zwischen dem Abfuhrbereich 41 und dem Zufuhrbereich 40 außerhalb der Behandlungsvorrichtung 13 für das Medium 29 vorzusehen und eventuell auftretende Leckverluste durch entsprechende Zuleitung von Frischluft zu kompensieren.
Um die Leckverluste während des Absaugvorganges ausgehend vom Zufuhrbereich 40 hin zum Abfuhrbereich 41 zu minimieren, kann sowohl im Austrittsbereich 39 als auch im Eintrittsbereich 38 jeweils ein eigenes an die Querschnittsform des weiteren Teilabschnittes 28 angepaßt Dichtelement 55 angeordnet sein, welches den Zutritt von Fremdluft bzw. Falschluft hin zum Heizkanal 26 vermindert bzw. vollständig verhindert. Diese Dichtelemente 55 können unterschiedlichst ausgebildet sowie aus den verschiedensten Werkstoffen gebildet sein, wobei jedoch eine gute Dichtwirkung zwischen dem Dichtelement 55 und dem weiteren Teilabschnitt 28 des Gegenstandes 8 erzielt werden soll. Zusätzlich hat es sich auch noch als vorteilhaft erwiesen, wenn in dem zuvor beschriebenen Übergangsbereich 37 zwischen den beiden Teilabschnitten 27, 28 ein weiteres eigenes Dichtelement 56 angeordnet ist, welches auch in diesem Bereich den Zutritt von Fremd- bzw. Falschluft hin zum Heizkanal 26 minimiert bzw. vollständig verhindert.
Wesentlich bei all den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist, daß zwischen dem Zufuhrbereich 40 und dem Abfuhrbereich 41 des Mediums 29 innerhalb der Behandlungsvorrichtung 13 im Heizkanal 26 eine Druckdifferenz aufgebaut wird bzw. herrscht, wobei es einerseits möglich ist, das Medium 29 unter Druck dem Zufuhrbereich 40 zuzuführen und aus dem Abfuhrbereich 41 an die Umgebung abströmen zu lassen und andererseits mittels einer Unterdruckeinheit 49 im Abfuhrbereich 41 einen gegenüber dem äußeren Luftdruck geringeren Druck zu erzeugen, wodurch das Medium 29 wiederum vom Zufuhrbereich 40 hin zum Abfuhrbereich 41 innerhalb des Heizkanals 26 befördert wird. Es ist aber auch eine Kombination der beiden zuvor beschriebenen Möglichkeiten zum Aufbau der Druckdifferenz denkbar, wodurch das Medium 29 im Zufuhrbereich 40 einen Druck über dem Umgebungsdruck und im Abfuhrbereich 41 unterhalb dem Umgebungsdruck aufweist.
Als vorteilhaft für die Herstellung der Behandlungsvorrichtung 13 hat sich herausgestellt, wenn die zuvor beschriebenen Kanäle, bis auf die unter dem Winkel 33 ausgerichteten Verteilkanäle 32, in einer senkrecht zum Heizkanal 26 ausgerichteten Ebene angeordnet sind. Die Dimensionierung und/oder die Ausrichtung der einzelnen Kanäle sowohl im Zufuhrbereich 40 und/oder im Abfuhrbereich 41 kann je nach der Querschnittsform des weiteren Teilabschnittes 28 unterschiedlich je nach den verschiedenen Anforderungen frei gewählt werden und ist nicht an die hier dargestellten Ausführungen beschränkt.
Weiters sei erwähnt, daß es zur Erzielung einer guten Wärmeübertragung ausgehend vom Medium 29 hin zum erwärmenden weiteren Teilabschnitt 28 vorteilhaft ist, wenn das Medium 29 in einer turbulent gehaltenen Strömung durch den Heizkanal 26 bzw. den Spülkanal 36 hindurchgeführt wird. Dabei kann das Medium 29 bereits im turbulenten Zustand dem Heizkanal 26 bzw. dem Spülkanal 36 zugeführt werden. Es ist aber auch zusätzlich möglich, die turbulente Strömung erst im Heizkanal 26 bzw. im Spülkanal 36 zu erzeugen bzw. mit den unterschiedlichsten Maßnahmen turbulent aufrecht zu erhalten. Dabei haben sich Strömungsgeschwindigkeiten des Mediums 29 im Heizkanal 26 bzw. im Spülkanal 36 von gleich oder größer 1 m/s als vorteilhaft erwiesen, da dadurch ausgehend vom Medium 29 hin zum erwärmenden Material des Gegenstandes 8 ein ausreichender Wärmeübergang erzielt werden kann.
Eine andere Möglichkeit der Abdichtung des Heizkanals 26 im Eintrittsbereich 38 des Gegenstandes 8 in die Behandlungsvorrichtung 13 ist in der 6 im Bereich der Stirnwand 23 vereinfacht in strichpunktierten Linien dargestellt, wobei der Grundkörper 18 der Behandlungsvorrichtung 13 unmittelbar einer Blende 57 der Kühleinrichtung 5 nachgeordnet ist. Dabei liegt die Stirnwand 23 direkt an einer Oberfläche 58 der Blende 57 an, wodurch der aus der Kühleinrichtung 5 austretende Gegenstand 8 direkt in die Behandlungsvorrichtung 13 eintritt.
In der Blende 57 ist weiters schematisch vereinfacht eine Ausnehmung 59 dargestellt, welche sowohl in ihrer Querschnittform, als auch in ihren Abmessungen ziemlich exakt der Querschnittsabmessung bzw. der Abmessung des Gegenstandes 8 entspricht. Aufgrund dieser Anordnung der Behandlungsvorrichtung 13 im Bereich der Blende 57 kann das zuvor im Eintrittsbereich 38 beschriebene Dichtelement 55 wegfallen. Weiters wird aufgrund des innerhalb der Kühleinrichtung 5 aufgebauten Unterdruckes, welcher bevorzugt höher dem Unterdruck im Heizkanal 26 ist, ein Zutritt von Umgebungsluft ausgehend von der Kühleinrichtung 5 hin zum in der Behandlungsvorrichtung 13 angeordneten Heizkanal 26 minimiert bzw. vollständig unterbunden. Weiters läßt sich dadurch auch noch zusätzlich der Aufbau der Druckdifferenz zwischen dem Zufuhrbereich 40 und dem Abfuhrbereich 41 in Verbindung mit der Unterdruckeinheit 49 verstärken, wodurch einerseits die Durchsatzmenge des Mediums 29 durch den Heizkanal 26 erhöht und andererseits mit geringeren Antriebsleistungen für die Unterdruckeinheit das Auslangen gefunden werden kann.
In der 8 ist eine bereits zuvor schon kurz beschriebene, der Behandlungsvorrichtung 13 unmittelbar nachgeordnete Formgebungsvorrichtung 60 in Stirnansicht sowie schematisch vereinfacht in dieser Darstellung gezeigt, wobei diese Formgebungsvorrichtung 60 bedarfsweise für sich eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige, erfindungsgemäße Ausbildung darstellen kann. Weiters werden wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den 1 bis 7 verwendet, sowie um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, auf die Beschreibung der weiteren Figuren hingewiesen bzw. Bezug genommen wird.
Diese Formgebungsvorrichtung 60 ist in Extrusionsrichtung – Pfeil 6 – gesehen unmittelbar der Behandlungsvorrichtung 13 zur nachträglichen Umformung und/oder Verformung und/oder Kalibrierung des weiteren Teilabschnittes 28 des Gegenstandes 8 unmittelbar nachgeordnet, wodurch es nunmehr auf einfache Art und Weise möglich ist, jene Profilsektionen des Gegenstandes 8, welche während dem Durchtritt durch die Behandlungsvorrichtung 13 erwärmt worden sind, in einem eigenen Arbeitsgang nachträglich in eine andere Raumform umzuformen und/oder zu richten. Dabei ist vereinfacht in strichlierten Linien jener Querschnitt des weiteren Teilabschnittes 28 in einer unverformten Lage gezeigt, mit welchem der Gegenstand 8 aus dem Heizkanal 26 der Behandlungsvorrichtung 13 austritt. Unmittelbar anschließend an die Behandlungsvorrichtung 13 ist die Formgebungsvorrichtung 60 angeordnet, in welcher der sich in einem verformbaren Zustand befindliche weitere Teilabschnitt 28 in eine hier vereinfacht dargestellte gebogene bzw. eingerollte Stellung umgeformt bzw. verformt wird. Dabei ist diese Form nur beispielhaft gewählt, wobei aber auch z. B. ein Anform- bzw. Verbindungsvorgang mit anderen Teilen bzw. Profilsektionen des Gegenstandes 8 erfolgen kann.
Zusätzlich ist es dabei aber auch noch möglich, einzelne Profilsektionen des Gegenstandes 8 nachträglich zu richten bzw. zu kalibrieren, wodurch es auf einfache Art und Weise möglich ist, kompliziert aufgebaute Extrusionswerkzeuge 3, Kalibiereinrichtungen 4 sowie Kühleinrichtungen 5 zu vermeiden und die genaue Formgebung bzw. Kalibrierung einzelner Profilsektionen im Anschluß an den nachträglichen Erwärmungsvorgang in der Behandlungsvorrichtung 13 in der dieser nachgeordneten Formgebungsvorrichtung 60 durchzuführen.
Um diesen weiteren Teilabschnitt 28 im Anschluß an das nachträgliche Richten und/oder Verformen und/oder Kalibrieren in dieser verformten Lage zu stabilisieren ist dieser Teilabschnitt 28 abzukühlen bzw. der Gefügeaufbau zu verfestigen.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des Aufbaus der Behandlungsvorrichtung 13 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich verzerrt bzw. vergrößert dargestellt wurden. Es können auch einzelne Merkmale der in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten Merkmalskombinationen jeweils für sich eigenständige, erfindungsgemäße Lösungen bilden.
Vor allem können die einzelnen in den 1; 2, 3; 4, 5; 6, 7; 8 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.

Claims

Verfahren zur Nachbehandlung zumindest eines aus einem Schmelzestrom durch Extrudieren hergestellten Gegenstandes (8) aus Kunststoff, bei dem der Schmelzestrom nach dem Austritt aus einem Extruder (2) in einen Schmelzestrang mit einer vorbestimmten Querschnittsform mit zumindest einem ersten Teilabschnitt (27) mit einer Hohlkammer und mit zumindest einem damit verbundenen weiteren Teilabschnitt (28) aus einem Vollprofil umgeformt wird, wobei der Schmelzestrang unmittelbar nach der Formgebung über seinen gesamten Querschnitt in etwa die gleiche Temperatur aufweist, danach diesem Schmelzestrang Wärme entzogen und gleichzeitig dabei der Gegenstand (8) in seiner Außenabmessung festgelegt wird, und danach dem Gegenstand (8) wiederum Wärme zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Teilabschnitt (28) durchgehend gegenüber dem ersten Teilabschnitt (27) auf eine dazu geringere Temperatur, insbesondere eine um zwischen 6 und 20 Grad geringere Temperatur abgekühlt wird und daran anschließend überwiegend dem weiteren Teilabschnitt (28) des Gegenstandes (8) Wärmeenergie zugeführt wird, sodaß dieser weitere Teilabschnitt (28) auf eine Temperatur zwischen 70°C und 250°C erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Teilabschnitt (28) von einem Medium (29) in einer zur Extrusionsrichtung (6) entgegen gesetzten Richtung umströmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Teilabschnitt (28) von einem Medium (29) in einer zur Extrusionsrichtung (6) gleichen Richtung umströmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß über die Längserstreckung eines Heizkanals (26) zur Zufuhr der Wärmeenergie eine Druckdifferenz aufgebaut wird, wobei im Zufuhrbereich des Mediums (29) in den Heizkanal (26) ein höherer Druck gegenüber einem Druck im Abfuhrbereich des Mediums (29) aus dem Heizkanal (26) aufgebaut wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Heizkanal (26) im Zufuhrbereich zugeführte Medium (29) auf einen gegenüber dem Umgebungsluftdruck höheren Druck gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium (29) mit einem gegenüber dem Umgebungsluftdruck niedrigeren Druck aus dem Heizkanal (26) im Abfuhrbereich abgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium (29) mit einer Strömungsgeschwindigkeit von größer 1 m/s durch den Heizkanal (26) hindurchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Teilabschnitt (28) des Gegenstandes (8) im Heizkanal (26) vom Medium (29) mit einer turbulenten Strömung umströmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Übergangsbereich (37) zwischen dem ersten Teilabschnitt (27) und dem weiteren Teilabschnitt (28) des Gegenstandes (8) eine Abmessung des Heizkanals (26) in einer senkrecht zur Längserstreckung des Gegenstandes (8) ausgerichteten Ebene in etwa gleich zu einer dort hindurch geführten Querschnittsabmessung des Gegenstandes (8) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nachträglich erwärmte weitere Teilabschnitt (28) nach dem Erwärmungsvorgang gerichtet und/oder verformt und/oder kalibriert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der nachträglich gerichtete und/oder verformte und/oder kalibrierte weitere Teilabschnitt (28) in der verformten Lage abgekühlt und/oder verfestigt wird.