DE19829183A1

DE19829183A1 - Separating arrangement avoiding direct contact between moveable inserts forming different nozzle cross-sections and polymer melt in the flow channel

Info

Publication number: DE19829183A1
Application number: DE19829183A
Authority: DE
Inventors: Gunther Schmidt
Original assignee: Vereinigung zur Foerderung des Instituts fuer Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an Der Rhein
Current assignee: Vereinigung zur Foerderung des Instituts fuer Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an Der Rhein
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-05

Abstract

A flexible sleeve (7), especially of silicone or fluorinated rubber or alternatively of a thermoplastic elastomer is positioned between the melt flow channel (2) and the moving inserts (8,10) to ensure that the latter can rotate when required to produce any given profile cross-section. The geometric shape of the sleeve is dependent on the extruded product and is not subjected to stress.

Description

field of use

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of the claim 1.

State of the art

Die Herstellung von Halbzeugen und Profilen aus thermoplastischen Kunststoffen erfolgt zu meist in einem Extrusionsverfahren. Je nach Geometrie des Halbzeuges bzw. Profiles kommen unterschiedliche schmelzeführende Fließkanalquerschnitte und Werkzeugtypen zum Einsatz.The production of semi-finished products and profiles from thermoplastic materials mostly takes place in an extrusion process. Depending on the geometry of the semi-finished product or profiles come different melt-leading flow channel cross sections and Tool types for use.

Für die Extrusion von Folien oder Platten werden in der Regel unterschiedliche Breitschlitzdüsen verwendet /1/. Für die Herstellung solcher Produkte mit einer optimalen Qualität ist es zumeist unerläßlich über dem Austrittsquerschnitt des Düsenwerkzeuges eine homogene Austrittsgeschwindigkeit des Extrudates zu erzielen. Für eine Vereinheitlichung des Massenstromes bei Düsenaustritt ist eine lokale Beeinflussung der Strömungsgeschwindigkeit bzw. des Volumenstromes über der Werkzeugbreite auf Grund der unterschiedlichen Fließgeschichte der Schmelze über der Breite und Länge des Werkzeuges erforderlich.For the extrusion of foils or sheets, there are usually different ones Wide slot nozzles used / 1 /. For the manufacture of such products with a optimal quality, it is mostly indispensable above the outlet cross section of the Die tool a homogeneous exit speed of the extrudate achieve. For a standardization of the mass flow at nozzle outlet is one local influence of the flow velocity or the volume flow over the tool width due to the different flow history of the melt across the width and length of the tool required.

Für diesen Zweck können einerseits Schieber bzw. sogenannte Staubalken in das Werkzeug integriert werden, die je nach Stellung mehr oder minder in den Fließkanal reichen und somit wie eine Drossel wirken. In jüngerer Zeit finden auch einstellbare metallische flexible Wandungen, sogenannte Membranen, Verwendung /2, 3/. Über einzelne Stellelemente kann diese metallische Membran über der Werkzeug breite unterschiedlich stark verformt werden und somit die Größe des Austrittspaltes bei laufender Anlage verändert werden. Bei dieser Konstruktion treten im Bereich des Fließkanals keine Trennebenen senkrecht zur Fließrichtung auf, was die Gefahr einer Materialstagnation sehr gering hält /3/. Des weiteren ändert sich die Fließkanalgeometrie in Strömungsrichtung nur stetig, so daß keine Totstellen durch sprungartige Veränderungen des Fließkanalquerschnittes entstehen, wie das bei in den Fließkanal hineinragenden Staubalken oder Schiebern der Fall ist /3/.For this purpose, on the one hand, sliders or so-called dust bars can Tool can be integrated, depending on the position more or less in the flow channel range and thus act like a choke. More recently, you can also find adjustable ones metallic flexible walls, so-called membranes, use / 2, 3 /. about This metallic membrane can be used to adjust individual control elements across the tool are deformed to different extents and thus the size of the outlet gap running system can be changed. With this construction occur in the area of Flow channel no separation planes perpendicular to the direction of flow, which is the risk of Material stagnation is kept very low / 3 /. Furthermore, the changes Flow channel geometry in the flow direction is only continuous, so that no dead spots occur abrupt changes in the flow channel cross-section arise, as with in baffles or slides protruding into the flow channel is the case / 3 /.

Neben einer Vereinheitlichung von Massenströmen wird bei einer Halbzeugherstellung aus thermoplastischen Kunststoffen aber auch häufig eine gezielte lokale Beeinflussung der Fließkanalgeometrie über der Länge oder Breite bzw. Umfang zur Herstellung gezielter Halbzeugunterschiede gefordert. Ein Beispiel für ein Extrusions verfahren stellt dabei das Extrusionsblasformverfahren zur Produktion von Hohlkörpern und hierbei insbesondere die Herstellung des schmelze- und schlauchförmigen Vorformlings dar. In addition to standardizing mass flows, semi-finished products are manufactured made of thermoplastics but also often a targeted local Influencing the flow channel geometry over the length or width or circumference Production of targeted semi-finished product differences required. An example of an extrusion process provides the extrusion blow molding process for the production of Hollow bodies and in particular the production of the melt and tubular preform.

Das fertige Blasformteil soll eine möglichst gleichmäßige Wanddickenverteilung auf weisen, weil Zonen mit geringer Wanddicke mechanische Schwachstellen darstellen. Da die Material kosten den größten Anteil an den Gesamtkosten einnehmen, versucht der Verarbeiter durch eine beanspruchungsgerechte Wanddickenverteilung den Materialeinsatz zu minimieren. Eine über der Formteillänge und -querschnitt gleichmäßige Wanddicke hat neben der Materialkostenersparnis die weiteren Vorteile einer gleichmäßigeren und schnelleren Abkühlung, einer homogeneren Kristallisation, die zu einer geringeren Eigenspannungsbildung und geringerem Verzug der Formteile nach der Entformung führen /4-6/.The finished blow molded part should have a wall thickness distribution that is as uniform as possible point because zones with a small wall thickness represent mechanical weak points. Since the material costs take up the largest share of the total costs, try the processor through a wall thickness distribution that meets the demands To minimize the use of materials. One over the part length and cross section In addition to saving material costs, uniform wall thickness has the other advantages a more uniform and faster cooling, a more homogeneous crystallization, which leads to less internal stress formation and less distortion of the molded parts after demoulding / 4-6 /.

Die Wanddickenverteilung des Formteils wird maßgeblich durch die Geometrie des Vorformlings, d. h. dessen Durchmesser und seine Wanddickenverteilung, beeinflußt. Daher kommt dem Prozeßschritt der Vorformlingsextrusion eine entscheidende Bedeutung für die Qualität des Formteils zu. Während des Aufblasens in der Blasform wird der Vorformling lokal unterschiedlich stark gedehnt. Die Verstreckung des Vor formlings ist mit einer Abnahme der Wanddicke verbunden. Die Wanddicke des Vorformlings resultiert aus der Austrittsspaltweite und dem Schwellverhalten sowie der Auslängung des extrudierten Kunststoffes. Der Schmelze werden innerhalb der Fließkanäle Orientierungen auf zwei Arten aufgeprägt, zum einem durch Dehn.ung infolge konvergierender oder divergierender Kanäle, zum anderen durch Scherung als Folge eines unterschiedlichen Geschwindigkeitsprofils innerhalb des Fließkanals. Die nicht relaxierten Orientierungen sind hierbei die Ursache für das Schwellverhalten und der daraus resultierenden Wanddickenverteilung des Vorformlings nach dem Düsenaustritt /5/.The wall thickness distribution of the molded part is determined by the geometry of the Preform, d. H. its diameter and its wall thickness distribution influenced. Therefore, the preform extrusion process step is crucial Importance for the quality of the molded part. During inflation in the blow mold the preform is locally stretched to different extents. The stretching of the front molded is associated with a decrease in wall thickness. The wall thickness of the Preform results from the exit gap width and the swelling behavior as well as the Elongation of the extruded plastic. The melt will be inside the Flow channels orientations imprinted in two ways, one by stretching due to converging or diverging channels, on the other hand by shear as The result of a different speed profile within the flow channel. The not relaxed orientations are the cause of the swelling behavior and the resulting wall thickness distribution of the preform after Nozzle outlet / 5 /.

Um nun beim Extrusionsblasformen eine möglichst einheitliche Wanddickenverteilung der Hohlkörper zu erzielen, wird also ein schlauchförmiger Vorformling benötigt, der sowohl über der Länge als auch über dem Umfang eine entsprechende Profilierung aufweist.In order to achieve the most uniform possible wall thickness distribution in extrusion blow molding to achieve the hollow body, a tubular preform is required A corresponding profile both over the length and over the circumference having.

Bei allen Arten von Schlauchwerkzeugen können die Düsen unterschiedlichste geome trische Formen aufweisen, der Auslaufbereich der Düsen kann dabei z. B. konvergierend, divergierend bzw. zylindrisch gestaltet sein. Konvergierende Düsen finden Anwendung, wenn der zu kalibrierende Hals des Blasteils den Düsendurchmesser bestimmt, divergierende Düsen, wenn die Schweißnahtlänge im Bodenbereich des Blasteils den Vorformlingsdurchmesser bestimmen soll. Die zylindrische Düse mit divergentem Einlauf besitzt einen so großen Durchmesser, daß ein umlaufendes Abquetschen des Vorformlings möglich wird, was bei der Herstellung von z. B. Griffflaschen erforderlich sein kann. Aufgrund der unterschiedlichen Dehnungen, welche die Schmelze beim Durchlaufen der Düse erfährt, unterscheidet sich auch das Schwellverhalten der Vorformlinge der einzelnen Düsenformen. So erfährt der Vorformlingsdurchmesser bei konvergierenden Düsen eine Vergrößerung und bei divergierenden wegen der Dehnung in tangentialer Richtung eine Verkleinerung gegenüber dem Durchmesser des Düsenspalts. Bei zylindrischen Düsen wird die Verkleinerung geringer als bei einer divergenten Düsen ausfallen, da die tangentialen Dehnspannungen im zylindrischen Teil der Düse teilweise relaxieren können. Bei allen drei Düsenformen ist die Wanddicke des Vorformlings infolge der Schwelleffekte größer als die Austrittsspaltweite der Düse. Das Schwellverhalten erhöht sich mit zunehmendem Massedurchsatz /6, 7/.With all types of hose tools, the nozzles can have different geometries have trical shapes, the outlet area of the nozzles can, for. B. be converging, divergent or cylindrical. Converging nozzles are used if the neck of the blow part to be calibrated Nozzle diameter determined, diverging nozzles when the weld seam length in Bottom area of the blow part should determine the preform diameter. The cylindrical nozzle with divergent inlet has such a large diameter that a circumferential squeezing of the preform becomes possible, which is during the manufacture from Z. B. handle bottles may be required. Because of the different Strains, which the melt experiences when passing through the nozzle, differentiate also the swelling behavior of the preforms of the individual nozzle shapes. So the preform diameter increases with converging nozzles and in the case of divergent ones because of the stretch in the tangential direction Reduction compared to the diameter of the nozzle gap. With cylindrical Noise reduction will be less than with a divergent nozzle because partially relax the tangential expansion stresses in the cylindrical part of the nozzle can. In all three nozzle shapes, the wall thickness of the preform is due to the Swell effects larger than the outlet gap width of the nozzle. The swelling behavior increases with increasing mass throughput / 6, 7 /.

Bei konvergenten und divergenten Düsen können durch axiale Relativbewegung von Dorn und Düsenmundstück zueinander die Austrittsspaltweiten während der Extrusion des Vorformlings verändert werden. Damit ist es möglich, auf den Vorformling eine axiale Profilierung aufzubringen, die den Erfordernissen des späteren Produktes genau angepaßt ist. Die Verstellbewegung erfolgt in der Regel hydraulisch, wobei zur Vorgabe beliebiger Vorformlingswanddickenprofile sogenannte Programmiergeräte eingesetzt werden /7/.With convergent and divergent nozzles, axial relative movement of Mandrel and nozzle mouthpiece to each other the exit gap widths during extrusion of the preform are changed. This makes it possible to place a preform on the axial profiling that meets the requirements of the future product is precisely adjusted. The adjustment movement is usually hydraulic, with the Specification of any preform wall thickness profiles, so-called programming devices be used / 7 /.

Neben dieser Möglichkeit der axialen Beeinflussung der Vorformlings wanddickenverteilung existieren auch noch Möglichkeiten den Vorformling radial zu profilieren, also unterschiedliche Wanddickenverteilungen über dem Umfang zu erzielen. Zum einen kann entweder am Düsenmundstück oder am Dorn an unterschiedlichen Stellen Material abgeschliffen werden, so daß über dem Umfang unterschiedliche Fließkanalquerschnitte entstehen. Durch den so über den Umfang unterschiedlich erzielten Fließkanalquerschnitt innerhalb des Düsen-Dorn-Werkzeuges lassen sich radiale Wanddickenunterschiede des Vorformlings erzeugen /5/.In addition to this possibility of axially influencing the preform Wall thickness distribution there are also possibilities to radially close the preform profile, i.e. different wall thickness distributions over the circumference achieve. On the one hand it can either be on the nozzle mouthpiece or on the mandrel different places material are sanded off so that over the circumference different flow channel cross sections arise. Because of the extent flow channel cross-section achieved differently within the nozzle-mandrel tool radial wall thickness differences of the preform can be generated / 5 /.

Darüber hinaus haben sogenannte PWDS-Systeme (Partielle Wanddickensteuerung) in Verbindung mit einem statisch flexibel-deformierbaren Ring (SFDR) Anwendung gefunden, die eine Beeinflussung der Wanddicke des Vorformlings über den Umfang zulassen /5, 8-11/. Beim statisch-flexibel deformierbaren Ring, SFDR, handelt es sich um eine Dornvorrichtung, die neben dem deformierbaren Ring innerhalb des Dornwerkzeuges ein Dominnenteil und ein Oberteil sowie Befestigungsschrauben und Verstellschrauben enthält, die über den Umfang des Ringes gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Mit dieser Vorrichtung können an der Blasformmaschine ohne Demontage des Werkzeuges reproduzierbare Profilierungsänderungen während des Betriebs durch entsprechende Einstellungen der Verstellschrauben vorgenommen werden. Aufgrund der Flexibilität und des Platzbedarfs der Verstell- und Befestigungsschrauben sind jedoch erst Düsen-Dorn-Werkzeuge mit einem Mindestdurchmesser von 130 mm einsetzbar /11/. Mit einer SFDR-Dornvorrichtung ist es jedoch nicht möglich eine partielle, radiale Profilierung auf den Vorformling aufzubringen /10, 11/.In addition, so-called PWDS systems (partial wall thickness control) in connection with a statically flexible deformable ring (SFDR) application found influencing the wall thickness of the preform over the circumference allow / 5, 8-11 /. The static-flexible deformable ring, SFDR, is around a mandrel device which, in addition to the deformable ring within the Mandrel tool a dome inner and an upper part as well as fastening screws and Includes adjustment screws that are evenly distributed over the circumference of the ring are arranged. With this device, the blow molding machine without Disassembly of the tool reproducible profile changes during the Operation made by appropriate settings of the adjustment screws become. Due to the flexibility and space requirements of the adjustment and However, fastening screws are only nozzle-mandrel tools with a Minimum diameter of 130 mm can be used / 11 /. With an SFDR thorn device however, partial, radial profiling on the preform is not possible to bring up / 10, 11 /.

Um eine partielle, radiale Profilierung des Vorformlings zu erreichen, wird das System der partiellen Wanddickensteuerung, PWDS, eingesetzt. In einem PWDS-System wird ein dynamisch-flexibler-Düsen-Ring, DFDR, gemäß der programmierten Profilvorgabe verformt. Zwei gegenüberliegende, servohydraulische Stellzylinder sind direkt mit dem DFDR verbunden und bewirken die geforderte Verformung des Düsenaustritts /8- 10/. Infolge der Materialsteifigkeit des dynamisch-flexibler-Düsen-Rings, DFDR, sind jedoch Düsen-Durchmesser erst über 90 mm realisierbar /11/.The system is used to achieve a partial, radial profiling of the preform partial wall thickness control, PWDS. In a PWDS system a dynamic, flexible nozzle ring, DFDR, according to the programmed profile specification deformed. Two opposite, servo-hydraulic actuating cylinders are directly with the DFDR connected and cause the required deformation of the nozzle outlet / 8-10 /. However, due to the material stiffness of the dynamic-flexible nozzle ring, DFDR, are Nozzle diameter only possible over 90 mm / 11 /.

Partielle Wanddickensteuerungssysteme (PWDS) werden in Verbindung mit statisch flexibel-deformierbaren Ring (SFDR) heutzutage beim Extrusionsblasformen von großen und komplexen Geometrien, wie z. B. Kunststoffkraftstoff-Behälter (KKB), eingesetzt.Partial wall thickness control systems (PWDS) are used in conjunction with static flexible deformable ring (SFDR) nowadays in extrusion blow molding large and complex geometries such as B. plastic fuel container (KKB), used.

Des weiteren existieren eine Vielzahl an patentierten Verfahren, bei denen zur Profilierung eines schlauchförmigen Vorformlings Werzeugschieber und -einsätze unterschiedlichster Geometrien zum Einsatz kommen /12-15/. Durch die unterschiedlichen Fließkanalquerschnitte werden unterschiedliche Orientierungen in das schmelzeförmige Kunststoffmaterial gebracht, die zu unterschiedlichen Wanddickenverteilungen im Vorformling bzw. Halbzeug führen.Furthermore, there are a large number of patented processes in which the Profiling of a tubular preform tool slide and inserts different geometries are used / 12-15 /. Through the different flow channel cross sections are different orientations in brought the melt-shaped plastic material to different Guide wall thickness distributions in the preform or semi-finished product.

Disadvantages of the prior art

Eine Düsen- oder Dornprofilierung oder auch eine Profilierung beider Werkzeugteile über eine spanende Bearbeitung der Werkzeugteile führt zu unterschiedlichen Wanddickenverteilungen am schlauchförmigen Vorformling. Nachteilig hierbei ist allerdings, daß die radialen Wanddickenunterschiede über dem Düsenumfang in ihrer Position fest liegen und nicht über dem Umfang variiert werden können. Desweiteren ist die radiale Profilierung des Vorformlings in Verbindung mit einer axialen Wanddickensteuerung starken Schwankungen ausgesetzt, da mit unterschiedlicher Stellung von Düse und Dorn und somit unterschiedlicher Grundspaltweiten der Einfluß der Werkzeugprofilierung unterschiedlich stark ausfällt /16/.A nozzle or mandrel profile or a profile of both tool parts Machining the tool parts leads to different Wall thickness distributions on the tubular preform. The disadvantage here is however, that the radial wall thickness differences over the nozzle circumference in their Position fixed and can not be varied over the circumference. Furthermore is the radial profiling of the preform in connection with an axial one Wall thickness control exposed to strong fluctuations, since with different Position of nozzle and mandrel and thus different basic gap widths the influence the tool profiling is different / 16 /.

Partielle Wanddickensteuerungssysteme (PWDS) werden in Verbindung mit statisch flexibel-deformierbaren Ring (SFDR) eingesetzt, die eine partielle, radiale Profilierung des Vorformlings erzielen.Partial wall thickness control systems (PWDS) are used in conjunction with static flexible-deformable ring (SFDR) used, which has a partial, radial profiling of the preform.

Bei Düsendurchmessern unter ca. 90 mm ist eine derartige Verformung der Düse aufgrund der hohen Materialsteifigkeit nicht mehr möglich. In diesen Fällen werden zumeist die Düsenringe, wie in der Vergangenheit, entsprechend in ihrer Geometrie angepaßt, d. h. spanend bearbeitet und so radial profiliert.With nozzle diameters below approx. 90 mm, such a deformation of the nozzle is not possible due to the high material rigidity. In these cases mostly the nozzle rings, as in the past, correspondingly in their geometry adjusted, d. H. machined and thus radially profiled.

Der Nachteil bei diesem Verfahren ist jedoch, daß eine gezielte Veränderung der radialen Profilierung als Funktion der Länge des Vorformlings nicht mehr möglich ist. Desweiteren liegen die jeweiligen Dick- bzw. Dünnstellen immer auf dem gleichen Umfangswinkel des Vorformlings. Es kann hier also nur eine Wanddickenoptimierung für Formteile mit über der gesamten Formteillänge vorhandenen Profilierungen erfolgen.The disadvantage of this method, however, is that a targeted change in the radial profiling as a function of the length of the preform is no longer possible. Furthermore, the respective thick or thin places are always the same Circumferential angle of the preform. So there can only be a wall thickness optimization for molded parts with profiles over the entire length of the molded part respectively.

Bei der Extrusion von Folien oder Platten werden zum Teil flexible metallische Membranen verwendet. Auch hierbei muß eine ausreichende Flexibilität der Membran gewährleistet sein, die das "Breiten zu Höhen" -Verhältnis des Werkzeugaustrittskanales auf ca. 10 einschränkt /3/.In the extrusion of foils or plates, flexible metallic ones are sometimes used Membranes used. Sufficient flexibility of the Membrane to be guaranteed, which the "width to height" ratio of the Tool exit channel restricted to approx. 10/3 /.

Nachteil an Schiebersystemen unterschiedlicher Geometrien sind das Auftreten von Totwassergebieten im Fließkanal und mögliche Materialstagnationen, infolge von unstetigen oder sprungartigen Veränderungen der Fließkanalquerschnitte. Disadvantages of slide systems with different geometries are the occurrence of Dead water areas in the flow channel and possible material stagnation due to discontinuous or abrupt changes in the flow channel cross-sections.

Desweiteren können bei beweglichen Werkzeugeinsätze Dichtigkeitsprobleme sowie Störungen im Schlauchlauf infolge der unterschiedlichen Bewegungen von Werkzeugeinsätzen auftreten.Furthermore, leakage problems as well as with movable tool inserts Disruptions in the hose run due to the different movements of Tool inserts occur.

Object of the invention

Hauptaufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, welche es ermöglicht, den direkten Kontakt von thermoplastischen Kunststoffschmelzen und beweglichen Werkzeugeinsätzen bzw. -bauteilen unterschiedlicher Geometrien zu entkoppeln und die damit verbundenen Störeinflüsse bei der Halbzeug- bzw. Vorformlingsherstellung zu vermeiden. Diese Trennung von schmelzeführenden Fließkanalbereichen und beweglichen Werkzeugteilen soll auch für sehr kleine Werkzeuggeometrien, bei denen die Flexibilität des Werkzeugmaterials bzw. einer metallischen Werkzeugmembran zur Halbzeugprofilierung nicht mehr ausreichend ist, realisiert werden. Mit dieser Vorrichtung in Verbindung mit beweglichen Werkzeugeinsätze unterschiedlicher Geometrien sollen Halbzeuge bzw. schlauchförmige Vorformlinge hergestellt werden, die über den Umfang und der Länge einerseits profilierte Bereiche aufweisen, andererseits aber auch die Möglichkeit besteht Halbzeug- bzw. Vorformlingsbereiche mit über der Breite bzw. über dem Umfang gleichen Wanddicken zu erzeugen.The main object of the invention is to develop a device which can enables the direct contact of thermoplastic plastic melts and movable tool inserts or components of different geometries decouple and the associated interference in the semi-finished or To avoid preform production. This separation of melt leading Flow channel areas and moving tool parts are also intended for very small Tool geometries where the flexibility of the tool material or a metallic tool membrane for semi-finished product profiling is no longer sufficient, will be realized. With this device in connection with moving Tool inserts of different geometries should tubular preforms are made that span the circumference and length have profiled areas on the one hand, but also the possibility on the other there are semi-finished or preform areas with over the width or over the To produce the same wall thickness.

Solution of the task

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a device having the features of claim 1.

Advantages of the invention

Die Erfindung ermöglicht für eine Vereinheitlichung von thermoplastischen Kunststoffmassenströme und für eine gezielte lokale Beeinflussung der Fließkanalgeometrie über der Länge oder Breite bzw. Umfang im Vergleich zum Stand der Technik folgende Vorteile:
For a standardization of thermoplastic plastic mass flows and for a targeted local influencing of the flow channel geometry over the length or width or circumference, the invention enables the following advantages compared to the prior art:

- Separation of moving tool inserts or components different Geometries of thermoplastic melt flows through Flow channels
- Avoidance of dead water areas and material stagnation in the flow channel
- No interferences in the extrudate or hose run due to different Movements of tool inserts of different geometries
- No leakage on the flow channel or on the tool inserts
- No restrictions in tool geometry, especially for small ones Wide slot nozzles with a "width to height ratio less than 10 or for small nozzle diameters under 90 mm.

Description of exemplary embodiments

Ein Ausführungsbeispiel für solch eine Vorrichtung ist in Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Stellvertretend für Extrusionswerkzeuge zur Herstellung von unterschiedlichen Halbzeugen wird ein Düsen-Dom-Werkzeug zur Herstellung von schlauchförmigen Vorformlingen als Ausführungsbeispiel zur Anwendung der Erfindung beschrieben. Es zeigtAn embodiment of such a device is shown in Fig. 1 to Fig. 3 and described in more detail below. Representing extrusion tools for the production of different semi-finished products, a nozzle-dome tool for the production of tubular preforms is described as an exemplary embodiment for the application of the invention. It shows

Fig. 1: Flexible Kautschukmanschette zur Trennung durchströmter Fließkanäle von beweglichen Werkzeugeinsätzen Fig. 1: Flexible rubber sleeve for the separation of flow channels through moving tool inserts

Fig. 2: Schnitt A-A: Werkzeugeinsatz (8) in Winkelstellung 0° Fig. 2: Section AA: Tool insert ( 8 ) in the 0 ° angular position

Fig. 2: Schnitt A-A: Werkzeugeinsatz (8) in Winkelstellung 90° Fig. 2: Section AA: tool insert ( 8 ) in an angular position 90 °

In Fig. 1 ist ein Düsen-Dorn-Werkzeug für die Herstellung von schlauchförmigen Vorformlingen im Extrusionsblasformverfahren abgebildet. Der Dorn (1) und der Düseneinlauf (3) werden an den maschinenseitigen Schlauchkopf angeflanscht. Durch den Fließkanal (2) strömt der schmelzeförmige Kunststoff. Über Gleitlagerscheiben (9) können zwei Werkzeugeinsätze (8, 10) partiell gedreht werde. Über unterschiedliche Profilierungen der Werkzeugeinsätze können unterschiedliche Fließkanalquerschnitte und somit unterschiedlich profilierte Vorformlingsbereiche erzielt werden. Die Kunststoffmanschette (7) entkoppelt dabei die Drehbewegung der Werkzeugeinsätze von der Schmelze. Als Manschettenmaterial bietet sich ein Silikon- oder Fluorkautschuk an. Diese Materialien zeichnen sich besonders durch eine hohe Temperaturbeständigkeit aus. Abhängig von unterschiedlichen Beimischungen sind Dauergebrauchstemperaturen von bis zu 300°C erreichbar /17, 18/.In Fig. 1, a nozzle mandrel tool is ready for the production of tubular preforms in the extrusion blow molding process. The mandrel ( 1 ) and the nozzle inlet ( 3 ) are flanged onto the machine hose end. The melt-shaped plastic flows through the flow channel ( 2 ). Two tool inserts ( 8 , 10 ) can be partially turned using plain bearing washers ( 9 ). Different flow channel cross sections and thus differently shaped preform areas can be achieved by different profiling of the tool inserts. The plastic sleeve ( 7 ) decouples the rotary movement of the tool inserts from the melt. A silicone or fluororubber is suitable as the sleeve material. These materials are particularly characterized by their high temperature resistance. Depending on different admixtures, continuous use temperatures of up to 300 ° C can be achieved / 17, 18 /.

Aufgrund des im Fließkanal (2) herrschenden Druckes und des hohen Dehnvermögens der Manschette (7) legt sich diese an die Werkzeugeinsätze (8,10) an und kann somit eine Änderung der Profilierung ohne Störeinfluß an die Schmelze weitergeben.Due to the pressure prevailing in the flow channel ( 2 ) and the high expansion capacity of the sleeve ( 7 ), it rests on the tool inserts ( 8 , 10 ) and can thus pass on a change in the profile to the melt without interference.

Fig. 2 und Fig. 3 zeigen den Werkzeugeinsatz (8) im Schnitt A-A für unterschiedliche Winkelstellungen. In Fig. 2 besitzt der Fließkanal über dem Umfang die selbe Ringspaltweite, so daß bei der gleichen Stellung des zweiten Werkzeugeinsatzes (10) ein Vorformling mit gleichen Wanddicken extrudiert wird. Fig. 2 and Fig. 3 show the tool insert ( 8 ) in section AA for different angular positions. In Fig. 2, the flow channel has the same annular gap over the circumference, so that a preform with the same wall thicknesses is extruded at the same position of the second tool insert ( 10 ).

In Fig. 3 ist der Werkzeugeinsatz (8) um 90° in positiver Drehrichtung verdreht worden, es bildet sich ein Fließkanalquerschnitt (2) mit jeweils zwei gegenüberliegenden Dick- und Dünnstellen aus. Werden nun beide Werkzeugeinsätze (8, 10) in die selbe Drehrichtung um einen Winkel º gedreht, so werden im Fließkanal zwei Dick- und zwei Dünnstellen erzeugt. Über diese Ringspaltänderungen und den damit verbundenen unterschiedlichen Geschwindig keitsprofilen werden Orientierungen in die Schmelze eingebracht, die zu einem Vorformling mit zwei Dick- und zwei Dünnstellen über dem Umfang führen. Werden die Einsätze um einen Winkel α in entgegengesetzter Drehrichtung bewegt, so entstehen Fließkanalbereiche mit in der Fließrichtung hintereinander Dick- und Dünnstellen. Ziel ist es, die Profilierungen so auszuführen, daß bei dieser Winkelstellung der Einsätze Orientierungen in die Schmelze eingebracht werden können, die zu einem Vorformling mit vier Dick- und Dünnstellen führen können. Die Drehbewegung der Werkzeugeinsätze (8, 10) wird dabei immer durch die Kautschukmanschette (7) von der durch den Fließkanal (2) strömenden Kunststoffschmelze entkoppelt. Es treten somit keine Störeinflüsse im Schlauchlauf und keine Undichtigkeiten zwischen den bewegten und nicht bewegten Werkzeugteilen auf. Die Dehnfähigkeit der Manschette ist so groß, daß keinerlei geometrische Beschränkungen bei der Werkzeuggeometrie anfallen.In Fig. 3 the tool insert ( 8 ) has been rotated by 90 ° in the positive direction of rotation, a flow channel cross section ( 2 ) is formed, each with two opposite thick and thin points. If both tool inserts ( 8 , 10 ) are rotated through an angle º in the same direction of rotation, two thick and two thin points are created in the flow channel. About these annular gap changes and the associated different speed profiles, orientations are introduced into the melt, which lead to a preform with two thick and two thin places over the circumference. If the inserts are moved by an angle α in the opposite direction of rotation, flow channel regions are formed with thick and thin places in succession in the flow direction. The aim is to carry out the profiling in such a way that with this angular position of the inserts, orientations can be introduced into the melt, which can lead to a preform with four thick and thin places. The rotary movement of the tool inserts ( 8 , 10 ) is always decoupled by the rubber sleeve ( 7 ) from the plastic melt flowing through the flow channel ( 2 ). There are therefore no interferences in the hose run and no leaks between the moving and non-moving tool parts. The elasticity of the sleeve is so great that there are no geometrical restrictions in the tool geometry.

Die beweglichen Werkzeugeinsätzen können auch als bewegliche Schieber ausgeführt sein, die senkrecht oder unter einem Winkel zur Fließkanalrichtung ziehend oder drückend bewegt werden können. Weitere mögliche Ausführungsformen für bewegliche Werkzeugeinsätze sind: profilierte, bzw. unprofilierte axial verschiebbare Ringeinsätze oder einzelne, nicht über dem gesamten Fließkanalumfang verlaufende, axial verschiebbare Einsätze.The movable tool inserts can also be designed as movable slides be pulling perpendicular or at an angle to the flow channel direction or can be moved oppressively. Other possible embodiments for Movable tool inserts are: profiled or non-profiled axially displaceable Ring inserts or individual, not running over the entire flow channel circumference, axially displaceable inserts.

Die Werkzeuggeometrie kann dabei auch neben der hier gezeigten Ringspaltgeometrie eine Kreis- oder auch eine Schlitzgeometrie aufweisen. Die Bewegungen der jeweiligen Einsätze kann immer von der Kautschukmanschette gegenüber dem Fließkanal entkoppelt werden. The tool geometry can also be in addition to that shown here Annular gap geometry have a circular or a slot geometry. The Movements of the respective inserts can always be done from the rubber cuff be decoupled from the flow channel.

Reference list

11

Dorn
mandrel

22nd

Fließkanal
Flow channel

33rd

Düseneinlauf
Nozzle inlet

44th

Klemmdeckel
Clamp cover

55

Befestigungsschraube
Fastening screw

66

Klemmhalter
Clamp holder

77

Manschette
cuff

88th

beweglicher Werkzeugeinsatz
movable tool insert

99

Gleitlagerscheibe
Plain bearing washer

1010th

beweglicher Werkzeugeinsatz
movable tool insert

1111

Klemmhalter
Clamp holder

1212th

Befestigungsschraube
Fastening screw

1313

Klemmdeckel mit Düsenauslauf
Clamping cover with nozzle outlet

LITERATURE

/1/ - Michaeli, W. Extrusionswerkzeuge für Kunststoff und Kautschuk carl Hanser Verlag, München, Wien, 1991
/2/ Gross, H. Membran statt Staubalken Michaeli, W. Kunststoffe 64 (1994)10, Pöhler, F. S. 1352-1358 Ullrich, J.
/3/ Gross, H. Einstellbare Drossel mit flachem Kanalquerschnitt Pöhler, F. Patentschrift DE 44 00 069 C1 Ullrich, J. Deutsches Patenamt, 1995
/4/ Haubach, c. Die wesentlichen Qualitätsparameter für die Qualitätssteuerung des Betriebes, dargestellt am Beispiel der 4 l-Lenorflasche in: Qualität sichern im Blasformbetrieb, VDI Verlag, Düsseldorf, 1988
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/8/ Feuerherm, H. Vorrichtung zum Herstellen von aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Hohlkörpern Patentschrift DE 26 54 001 C2, Deutsches Patentamt, 1986
/9/ Feuerherm, H. Vorrichtung zum Regeln und/oder Einstellen der Wandstärke von aus thermoplastischem Kunststoff gebildeten Hohlkörpern Patentschrift DE 28 23 999 C2, Deutsches Patentamt, 1984
/10/ Voelz, V. Produktionssichere Hohlkörperfertigung durch optimale Feuerherm, H. Vorformlingsgestaltung Sonderdruck aus Kunststoffberater (1983)1/2 und 3
/11/ Voelz, V. Zusammenspiel von axialer und radialer Wanddickenregulierung bei der Herstellung hochwertiger Hohlkörper, Fachtagung "Fortschrittliche Blasformtechnik", Süddeutsches Kunststoff-Zentrum, Würzburg, 1985
/12/ Tietto, M. Device for controlling the radial extrusion thickness of thermoplastic polymers European Patent Appilcation No. 0 478 957 A1 European Patent Office, 1991
/13/ Wurzer, E. Strangpreßkopf Patentschrift DE 30 43 228 C2, Deutsches Patentamt, 1988
/14/ Przytulla, D. Austrittsdüde Lehmann, M. Offenlegungsschrift DE 30 43 204 A1 Deutsches Patentamt, 1982
/15/ Wurzer, E. Strangpreßkopf Patentschrift DE 33 01 248 C2, Deutsches Patentamt, 1987
/16/ Blaurock, J. Untersuchung des Einflusses der Dorn-/Düsenprofilierung auf die radiale Wanddickenverteilung des Vorformlings im Extrusionsblasformprozeß Unveröffentlichter Rotiererbericht am IKV, Aachen, 1994, Betreuer: K. Hartwig, K. Hoffmann
/17/ N.N. Hochtemperaturbeständige, flexible Dichtungselemente und Isolierungen aus Silicon-Kautschuk, Firmenschrift der BIW Isolierstoffe GmbH Ennepetal, 1992
/18/ N.N. Silikonschläuche RAUSIL, RAULAB; PAUSILAM; RAUSINOL, Auf Extreme geeicht Firmenschrift der Rehau AG, Rehau, 1994/ 1 / - Michaeli, W. Extrusion tools for plastic and rubber carl Hanser Verlag, Munich, Vienna, 1991
/ 2 / Gross, H. membrane instead of dust bar Michaeli, W. Kunststoffe 64 (1994) 10, Pöhler, FS 1352-1358 Ullrich, J.
/ 3 / Gross, H. Adjustable throttle with flat channel cross-section Pöhler, F. Patent specification DE 44 00 069 C1 Ullrich, J. German Patent Office, 1995
/ 4 / Haubach, c. The essential quality parameters for the quality control of the company, illustrated using the example of the 4 l Lenor bottle in: Quality assurance in blow molding, VDI Verlag, Düsseldorf, 1988
/ 5 / Daubenbüchel, W. Quality assurance and monitoring on extrusion blow molding machines Kunststoffe 72 (1982) 5, pp. 250-256
/ 6 / Daubenbüchel, W. Quality control of production through measures on the machine in: Extrusionblasformen, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1979
/ 7 / Knappe, W. Plastic processing and tool making; Lampl, A. An Overview; Heuel, O. carl Hanser Verlag, Munich, Vienna, 1992
/ 8 / Feuerherm, H. Device for producing hollow bodies made of thermoplastic plastic Patent specification DE 26 54 001 C2, German Patent Office, 1986
/ 9 / Feuerherm, H. Device for regulating and / or adjusting the wall thickness of hollow bodies formed from thermoplastic material Patent specification DE 28 23 999 C2, German Patent Office, 1984
/ 10 / Voelz, V. Production-safe hollow body production through optimal Feuerherm, H. Preform design, special print from plastic consultant (1983) 1/2 and 3
/ 11 / Voelz, V. Interplay of axial and radial wall thickness regulation in the production of high-quality hollow bodies, specialist conference "Advanced Blow Molding Technology", Süddeutsches Kunststoff-Zentrum, Würzburg, 1985
/ 12 / Tietto, M. Device for controlling the radial extrusion thickness of thermoplastic polymers European Patent Application No. 0 478 957 A1 European Patent Office, 1991
/ 13 / Wurzer, E. Extrusion head patent specification DE 30 43 228 C2, German Patent Office, 1988
/ 14 / Przytulla, D. Ausittsdüde Lehmann, M. Offenlegungsschrift DE 30 43 204 A1 German Patent Office, 1982
/ 15 / Wurzer, E. Extrusion head patent specification DE 33 01 248 C2, German Patent Office, 1987
/ 16 / Blaurock, J. Investigation of the influence of the mandrel / nozzle profiling on the radial wall thickness distribution of the preform in the extrusion blow molding process. Unpublished rotator report at the IKV, Aachen, 1994, supervisor: K. Hartwig, K. Hoffmann
/ 17 / NN High temperature resistant, flexible sealing elements and insulation made of silicone rubber, company lettering from BIW Isolierstoffe GmbH Ennepetal, 1992
/ 18 / NN silicone hoses RAUSIL, RAULAB; PAUSILAM; RAUSINOL, calibrated to extremes, corporate font of Rehau AG, Rehau, 1994

Claims

1. A device for separating movable inserts and components of flow channels through which flow with thermoplastic materials, characterized in that for separation a flexible sleeve made of rubber, for. B. silicone or fluorine rubber, or from a thermoplastic elastomer is used. The geometric shape of the cuff is freely chosen and is not subject to any constraints.

2. Device according to claim 1 characterized in that the device in tools with Slot channel cross sections of any "widths to heights" ratios for Separation of movable inserts and components from with thermoplastic Plastic flow channels, is used.

3. Device according to claim 1 characterized in that the device in tools with circular and Annular gap channel cross sections of any diameter for the separation of movable ones Inserts and components from which thermoplastic flows Flow channels, is used.

4. The device according to claim 1 characterized in that the device in tools for the separation of flow channels and inserts through which thermoplastics flow or components that are parallel or vertical or at any angle can be pushed or pulled to the flow channel.

5. The device according to claim 1 characterized in that the device in tools for the separation of flow channels and inserts through which thermoplastics flow or components that are rotatable about their central axis or another axis are executed, is used.

6. The device according to claim 1 characterized in that the device in tools for the separation of flow channels through which thermoplastic materials flow and profiled or unprofiled ring inserts or components that are axially or parallel to Flow channel can be moved is used.