DE1990058U - Vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von profilen mit innengewinde, insbesondere rohren, aus thermoplastischem kunststoff. - Google Patents

Description

NOBEL AETIEiTGESEILSCHAPT Troisdorf, Bez. Köln

/ Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Profilen mit. ^ Innengewinde, insbesondere Rohren, aus thermoplastischem . . ■

Kunststoff

Die Neuerung befaßt sich mit einer Torrichtung zur kontinuierliehen Herstellung von mit Innengewinde.-versehenen Profilen aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere von Rohren, wie sie beispielsweise zwecks'Erzielung gleichmäßiger Wandstärken im Betonbau als Abstandshalter zwischen den Schalungsteilen Verwendung finden.. .

Bislang wird bei der Herstellung von solchen Rohren mit Innen-, gewinde■so. verfahren, daß zunächst ein Toll- oder auch Hohlstab extrudiert wird, dieser dann abgelängt, gegebenenfalls gebohrt und schließlich in spanabhebender formgebung mit dem gewünschten Innengewinde versehen wird. Diese diskontinuierliche Arbeitsweise ist nicht nur unwirtschaftlich, sondern sie hat insbesondere auch den Nachteil, daß sich mit ihr aus werkzeugtechnischen Gründen nur Gewinderohre begrenzter Länge herste!-■ len lassen. : . :

Torliegende Neuerung hat ziir Aufgabe, die kontinuierliche. Herstellung von Kunststoffprofilen beliebiger Länge und Quer— schnittsabmessun^en mit einem Innengewinde beliebiger Art in einem einzigen Arbeitsgang zu ermöglichen. Gemäß dem Torschlag., der Feuerung wird dies bei einer Torrichtung mit einem Schrägspritzkopf mit am vorderen Ende zu einer Düse geformten Gehäuse?■ einem im Gehäuse angeordneten Dcrnhalter mit über seine ganze Länge sich erstreckender zentraler Bohrung, sowie mit einem mit seiner Achse in einem Winkel von etwa: 15 bis 90 Grad zur .Achse- der Düse bzw. des Dornhalters angeOrdneten Anschlußstück mit zentraler düsenartiger Durchbohrung dadurch erreicht, daß

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.:■ - ^{: :} ■.-. - ■ · ■ ■" ■■■■ - : : ■■■ /^:i\: ι , ■:. - : - - "^: :■-■■■ eine zwischen dem vorderen Ende der Düse und dem vorderen Ende des Dornhalters'und gegebenenfalls auch noch über den vorderen Bereich des Dornhalters sich-erstreckende .koaxial zur Gehäuse- bzw. Dornhalterachse, angeordnete, gegen axiale. Terschiebung gesicherte.aber in axialer Richtung verstellbare rotierende Gewindespindel vorgesehen wird. Hierbei ist es selbstverständlich gleichgültig, ob es sich bei der Sen Schrägspritzkopf beschickenden. Schneckenpresse um eine Ein- ". oder aber um eine Zwei- oder gar Mehrspindel-Schneckenpresse handelt, und selbstverständlich kann es sich auch um eine evakuierbare Schneckenpresse handeln.

In zweckmäßiger weiterer Ausbildung der neuerungsgemäßen _; Einrichtung wird vorgesehen, die Gewindespindel als das vordere Ende eines sich durch die Bohrung des Dornhalters hindurch erstreckenden Hohldorrs auszubilden, der sich mit .seinem.hinteren Ende bis über das hintere Ende des Dornhalters hinaus erstreckt, wobei dann die Gewindespindel über einen mit dem überstehenden Ende des Hohldorns in Terbindung stehenden.Antrieb in Umdrehung versetzt wird. Zur Kühlung des vorderen Teils der Gewindespindel wird dieser Bereich über den an ihn anschließenden Hohlraum des· Hohldorns von einer mit diesem in Verbindung stehenden Einrichtung fortlaufend mit einem Kühlmedium, beispielsweise mit Wasser, beschickt. . .

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Neuerung, ist vorgesehen, im Hohldorn ein verhältnismäßig dünnes Rohr anzuordnen, so daß .zwischen der Außenfläche des Rohres und der Innenfläche des Hohldorns ein ringzylindrischer Spalt verbleibt, über den dann die Kühlung des vorderen Gewindespindelteiles erfolgen kann. Zur Innenkühlung des Profils nach beendeter Gewindeprofilierung ist das ir.it seiner, hinteren Ende in einem den Hohldorn nach hinten dicht abschließenden Stopfen od. dgl. gehaltene und mit seinem vorderen mit einem Spritzmundstück mit radialen Bohrungen versehene Ende dicht durch die Gewindespindel hindurehgeführte Rohr nach dem Vorschlag der Neuerung ebenfalls an eine Kühlmittel" liefernde Einrichtung angeschlossen, während die Außen-

-kühlung des Profils mittels einer an⁷ dein in weiterer Ausbildung: der neuerungsgemäßen Einrichtung am düsenseitigen Ende des., Spritzkopfgehäuses angeordneten Kalibrierring vorgesehenen Kühleinrichtung "bewerkstelligt wird, der dann noch ein Wasserbad od. dgl. nachgeschaltet sein kann.

Die Feuerung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und wird anhand dieses im folgenden noch näher erläutert. . -. . . "■..'-■".'

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Im Gehäuse 1 des mittels des Anschlußstückes 2: an die nicht dargestellte Schneckenpresse angeflanschten Schrägspritzkopfes " ist der Dornhalter 3 mit durchgehender zentraler Bohrung- 8 ' befestigt. Am vorderen Ende des Gehäuses 1 ist die Düse 4 an- geflanscht. Diese kann selbstverständlich aber auch einstückig : .■ mit dem Gehäuse .1. an diesem angeformt werden.. An das vordere ; Ende der Düse' 4· schließt sich der an seinem Umfang mit der spiralförmigen Rut 10 für den Durchlauf von Kühlmedium versehene Kalibrierring 9 an. Die Hut TO ist nach aAißen mittels der Hülse 11 abgedeckt, die für den Kühlmitteleintritt und den Kühlmittelaustritt mit den Bohrungen 12 bzw. 13 versehen ist. Zwischen dem vorderen Ende, der Düse 4, bündig mit diesem abschließend,, und dem vorderen Ende des Dornhalters 3 erstreckt sich die Gewindespindel 6, die hier als der vordere Teil des in der zentralen Bohrung 8 des Dornhalters 3 angeordneten Hohldorns 5 ausgebildet ist. Auf dem hinteren überstehenden Ende des Hohldorns 5 ist die Scheibe 14 befestigt, die ihrerseits wieder mit dem Kettenrad 15.fest verbund.en ist, das mittels des Kugellagers 16 auf dem zapfenförmigen Ansatz 17 des Dornhalters 3 drehbar gelagert und- über eine nicht dargestellte Kette und entsprechende weitere Teile mit einem Antriebsmotor verbunden ist, wobei die Antriebsdrehzahl der Bedingung genügen muß, daß die Portschrittsgeschwindigkeit des Profils genau gleich ist dem Produkt aus Drehzahl und Steigung der Spindel. Anstelle eines Kettenantriebs könnte selbstverständlich auch ein anderer Antrieb, etwa mittels Zahnrädern od.. dgl., vorgesehen werden. .

Das; hintere Ende des Hohldorns 5 ist mittels.-.des Stopfens 18

dicht verschlossen. Gegen das Innere des Hohldorns 5 zu weist der Stopfen die Bohrung 19 auf, in deren vorderem Teil das Rohr 20 abgedichtet gehalten ist. Das Rohr 20 ist so bemessen, daß zwischen seiner Außenfläche und der Innenfläche des Hohldorns 5 der ringzylindrische Spalt 21 verbleibt. Das vordere Ende des Rohres 20 ist unter Belassung des Ringspaltes 23 und nach vorn abgedichtet durch die Gewindespindel 6 hindurchgeführt und am überstehenden Ende mit dem stirnseitig geschlossenen .aber radiale Bohrungen 7 aufweisenden Spritzmundstück 22 versehen. Anstelle eines besonderen Spri.tzmundstückes könnte selbstverständlich auch vorgesehen werden, daß das Rohr 20 etwa mittels einer Scheibe stirnseitig dicht verschlossen und selbst mit radialen Bohrungen versehen wird.

Im vorderen Bereich des Ringspaltes: 23 ist das Rohr/20 mit radialen Bohrungen 29"versehen. Das hintere Ende des Rohres 20 ist über eine" oder mehrere Bohrungen 24 an eine-Kühlmittel liefernde Einrichtung angeschlossen, und der ringzylindrische Raum 21 ist mit einer.oder mehreren Abflußbohrungen 25 versehen.

Das in Pulver- oder Granulatform fortlaufend in die nicht gezeigte Schneckenpresse.eingespeiste Material tritt nach dem PIastifiziervorgang über die düsenartige Bohrung 25 des Anschlußstückes 2 in den zwisehen dem Dornhalter 3 und dem Gehäuse 1 · sowie der Düse 4 gebildeten nach hinten durch die Fließkante 30 begrenzten Ringspalt 27 ein, wobei sich der Massefluß zunächst in zwei Teilstrüme verzweigt, die sich nach einer ge- . wissen Wegstrecke unter Bildung eines den Dornhalter 3 umschließenden geschlossenen Hohlprofils wieder vereinigen. Im weiteren Verlauf fließt die noch plastische hohlprofilförmige Masse.über den konischen Spaltteil 27 a und den zylindrischen Spalttell 27 b bei entsprechender äußerer iind innerer Formgebung und Dimensionierung in axialer Richtung zu der rotierenden Gewindespindel 6 und tritt nach erfolgter innerer Gewindeprofilierung über den Kalibrierring 9 aus. ; - ..-■ ^;

Über den Hohldorn .5 und dasRohr 20-wird dabei das vordere Ende der GewindesOindel 6 mittels "Wasser oder auch einem anderen .-■'".

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geeigneten -Medium auf einer unterball?, vorzugsweise nur -. ,-■" wenig unterhalb der Einfriertemperatur der kunststoffmasse ■ _: liegenden konstanten Temperatur gehalten. Dadurch kühlt- auch die Kunststoffmasse im Bereich dieses 'GeWindespindelteiles innenseitig entsprechend ab, so daß das Gewindeprofil form- · stabilisiert wird, was die weitere äußere !Formgebung des Kunststoffprofils" jedoch nicht behindert. " ■ ■".

Das formstabilisierte Innengewinde wird unmittelbar hinter der Gewindespindel 6 durch Zufuhr voη Wasser oder auch wiederum eines entsprechenden anderen Mediums über das Rohr 20 sowie den Spritzkopf 22 mit radialen !Bohrungen 7 weiterhin gekühlt, so daß die Eigentemperatur des Profils im Bereich des Innengewindes nicht mehr über die Einfriertemperatur ansteigt. Auf diese Weise wird verhindert, daß das Innengewinde durch die im Anschluß an die G-ewindeprofilierung erfolgende- Außenkalibrierung in dem Xalibrierring 9 noch nachträglich, eine unerwünschte Yerformung;erfährt. Im weiteren Verlauf kann das in seinen Formen Und Querschiiittsabmessungen nunmehr festgelegte Profil noch durch ein Wasserbad gezogen oder auch in anderer Weise bis ..auf." Raum- bzw. Umgebungstemperatur heruntergekühlt und danach 'auf die gewünschte länge abgeschnitten werden. .

Aus einem Material der Zusammensetzung

tO.0,0 Teile Suspension-s-PTG, E-Wert 68 ■."-. 2,2 Teile Stabilisator; ' 4,0 Teile Gleitmittel .

wurden Rohre mit 25 ^s. Außendurchmesser und einem-'Innenrund-' gewinde mit 11,8/8,7 mm Durchmesser sovrie einer Steigung von 4- πει hergestellt.

Als Verarbeitungsmaschine diente eine vorhandene gleichläufige DoOtielschnecken/oresse mit einem Schneckendurchmesser von 60 mn

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und einer Schneckenlänge von 12 D.-Dxe Drehzahl wurde mit '".-■_' 9 UpM eingestellt. ■ " . . : -.

Als Werkzeug wurde ein vorhandener Schrägspritzkopf mit einem Winkel von 60 Grad zwischen den Achsen des. Anschlußstückes und des Gehäuses sowie einer Spaltbreite zwischen Gehäuse, und Dornhalter von 5 mn verwendet. _:-

Die als vorderer Teil eines Hohldorns ausgebildete, und über diesen vom hinteren Ende des .Dornhalters her, mit einer Drehzahl von 200-UpM angetriebene Gewindespindel erstreckte sich mit einer freien .Gewindelänge von 70 mm vom vorderen Ende des Dornhalters bis zum vorderen Ende der Düse, mit welchem sie bündig abschloß. Auf einer länge von 20 mm wurde die Gewindespindel in ihrem vorderen Teil mittels Wasser im Umlauf gekühlt. Die Wassertemperatur betrug 20° C . ■ · . ... ...

Am vorderen Ende der Düse war ein Ealibrierring von 20 mm länge vorgesehen, der ebenfalls mittels Wasser von 20° C im Umlauf gekühlt wurde. .

Der Schrägspritzkopf wies drei Hei.zzonen auf, und zwar eine auf ca. -190° C gehaltene erste Zone am Anfang des, Anschlußstückes, eine auf ca. 185° C gehaltene zweite Zone, "im hinteren Bereich des Spaltes zwischen Gehäiise und Dörnhalter und eine auf etwa 155° C gehaltene dritte Zone im Bereich des Spaltes am Übergang vom vorderen Ende des Dornhalters zur Gewindespindel. Die Materialtemperatur beim Austritt: aus der Schneckenpresse betrug ca. 185° C. ^

Unmittelbar nach dem Austritt aus dem Spalt zwischen Düse und Gewindespindel, bzw» Eintritt in den Kalibrierring.wurde das Gewinderohr innenseitig mittels Wasser von 20° C gekühlt. Zur Kühlung auf Raum- bzw. Umgebungstemperatur.durchlief das .fertigkalibrierte Gewinderohr danach noch ein. Wasserbad von ." 18° 0. Mittels einer a.nschließenden Schneidvorrichtung wurde das Gewinderohr in Stücke unterschiedlicher länge zerschnitten.

In völlig, störungsfreiein kontinuierlichem Betrieb wurden qualitativ und maßlich einwandfreie Gewinderohre; gewünschter länge hergestellt. .

Abgesehen von dem in vorstehendem Beispiel-genannten Polyvinylchlorid lassen sich mit der neuerungsgemäßen Vorrichtung besonders günstig noch thermoplastische Kunststoffe wie beispielsweise Polyolefine wie .Polyäthylen und Polypropylen.,. .-ferner Polyamide, Polystyrol, Celluloseacetat usw. verarbeiten. Aber auch !mischpolymerisate, beispielsweise aus Styrol und Butadien oder aus Styrol, Butadien'und Acrylnitril mit den üblichen,Weichmachungs- und Füllmitteln, Stabilisatoren, Pigmenten und sonstigen Zusätzen sind verwendbar. ,. .-

Troisdorf, den 15. 5. 1968
Sc/Hüb. ■:.:.■■■■■

Claims (7)

RÄ.284 801*17.5. M ti- ι..» S c h u t ζ a η s ρ r ü ehe

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung τοη Profilen mit Innengewinde, insbesondere Rohren, aus thermoplastischem Kunststoff mit einen Schrägspritzkopf mit am vorderen Ende zu einer Düse geformten Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten Dornhalter mit über seine ganze. länge sich er- -..--. .". streckender zentraler Bohrung, sowie mit einem mit seiner Achse in einem Winkel "von 15 "bis 90 Grad zur Achse der Düse bzw. des Dornhalters angeordneten Anschlußstück mit zentraler düsenartiger Durchbohrung, gekennzeichnet durch eine zwischen dem vorderen Ende der Düse (4) und dem vorderen Ende des Dornhalters (3) und gegebenenfalls auch noch über den vorderen Bereich des Dornhalters sieh erstreckender koaxial zur Gehäuse- bzw. Dornhalterachse angeordnete, ""_ : gegen axiale Verschiebung gesicherte aber in axialer Rieh- ' tung verstellbare rotierende Gewindespindel (6).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß '■ die Gewindespindel das vordere Ende eines sich durch die Bohrung (8) des Dornhalters hindurch erstreckenden und " über sein hinteres über den Dornhalter überstehendes" Ende angetriebenen Hohldorns (5) bildet.

3." Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß da,s vordere Ende der mit einer.durchgehenden zentralen Bohrung ausgebildeten Gewindespindel über den Hohldorn mit einer an deren hinteren Ende angeschlossenen Einrichtung für ö.ie Zu-und Abfuhr von Kühlmedien, beispielsweise ¥asser, verbunden ist. " . : ;

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem nach hinten mittels eines Stopfens od. dgl. (18) abgedichteten Hohldorn ein mit seinem,vorderen Ende dicht ' durch ■ die Gev;indespindel hindurchgeführtes und an diesem

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Inde ein Spritzmundstück (22) mit radialen ■ Auslaßtohrün- .--.. • gen- (7) aufweisendes, an seinem hinteren im Stopfen dicht' gehaltenen Ende üher mindestens eine Bohrung (24-) an eine Einrichtung für die Zufuhr von Eühlmedien, "beispielsweise Wasser, angeschlossenes, mit der Wand des Hohldorns· einen ringzylindrischen Spalt (21) bildendes Rohr (20) angeordnet ist. . - ■..""

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, daß am düsenseitigen Ende des. Spritzkopfgehäuses ein Kalibrierring od. dgl. (9) angeordnet ist. _

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, :■■■ daß die Kalibrierung mittels Vakuum .erfolgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrierring mit einer Kühlung, beispielsweise -

.mit einer Wasserumlaufkühlung, versehen ist.

Troisdorf, den 15.: 5. 1968
Sc/Hüb. ' ;