DE2006941A1

DE2006941A1 - Plasticising extruder perforated disc

Info

Publication number: DE2006941A1
Application number: DE19702006941
Authority: DE
Inventors: Gerd 5910 Kreuztal Klaas
Original assignee: Siemag Siegener Maschinenbau GmbH
Current assignee: Siemag Siegener Maschinenbau GmbH
Priority date: 1970-02-16
Filing date: 1970-02-16
Publication date: 1971-08-26

Abstract

Perforated disc, used between thermoplastics extruder and injection head to divide and homogenise material, comprises ducts passing through the disc obliquely to its perpendicular axis (axis of rotation). Some ducts, commencing in an outer zone, incline inwards; others, commencing in an inner zone, incline outwards.

Description

Lochscheibe Die Erfindung betrifft eine Lochscheibe, die zwischen einem beheizten, zum Plastifizieren von thermoplastischen Kunststoffen vorgesehenen Schneckenextruder und einem diesen nachgeordneten, das Profil zu extrudierender Stränge bestimnenden Spritzkopf im Strömungsweg des Kunststoffes angeordnet ist, Derartige Lochscheiben teilen mit ihren Kanälen den vom Kunststoff gebildeten Strang lokal in Einzel stränge auf. Hinter einer solchen Lochscheibe vereinigen sich die Einzelstränge unter einer gegenseitigen Durchmischung und Verwirbelung, welche ein homogenes Extrudat sichern soll.Perforated disc The invention relates to a perforated disc that is between a heated one intended for plasticizing thermoplastics Screw extruder and a downstream, the profile to be extruded Strands determining extrusion head is arranged in the flow path of the plastic, Such perforated disks share the strand formed by the plastic with their channels locally in single strands. The unite behind such a perforated disk Single strands with mutual mixing and swirling, which one to ensure homogeneous extrudate.

In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß selbst die Verwirbelung bzw,. Durchmischung, die mittels einer solchen üblichen, im allgemein« achsparallele Kanäle aufweisenden Lochscheibe erzielt ist, nicht ausreicht, im Strang bestehende Temperaturunterschiede vollständig auszugleichn . Bei üblichen, runden Strängen wird auch nach Passieren einer solchen Lochscheibe in der Mitte eine wesentlich höhere Temperatur festgestellt, als in den Rqndzonen des Stranges. Tl(enn auch bei einer Anzahl von zu extrudierenden Profilen, bspw, Schläuchen, solche Temperaturunterschiede wegen der rotationssymmetrischen Ausbildung der Profile nicht in Erscheinung tritt, machen sich solche Temperaturunterschiede bei unsymmetrischen Profilen durch nachträgliches Verziehen unliebsam bemerkbar. Aber auch beim Extrudieren rotationssymmetrischer Profile kann das von der Achse des Stranges ausgehende Temperaturgefälle zu einem mangelhaften Extrudat führen: wird.bspw. in einem sogenannten Doppel-Spritzkopf der Strang des vom Extruder abgegebenen, plastifizierten Kunststoffes in zwei Teilstränge unterteilt, die jeweils ein Spritzkopf-ilundstück speisen, so ergeben sich auch bei durch diese extrudierten rotationssymmetrischen Profilen Unregelmäßigkeiten, da nunmehr im Teilstrang ein über dessen Querschnitt unsymmetrisches Temperaturgefälle auftritt und dieses daher nicht dieselbe Symmetrieachse aufweist wie das zu extrudierende Profil: bspw. aus zwei durch Teilstränge gespeisten t.iundstücken extrudierte Schläuche weisen in den Zonen, die von der Mitte des ehemaligen Stranges her gespeist sind, eine größere Plastizität auf als in den Zonen des Schlauchprofiles, die von randnahen Bereichen des ursprünglich extrudierten Stranges gebildet werden. Schon beim freien Herabhängen derartiger Schläuche ßus den I.'undst cken zeigt es sich, daß plastischere Zonen auch einer größeren Längung infolge des eigenen Gewichtes unterliegen, und aus solchen Schläuchen erblasene Hohlkörper zeigen ungleiche Wandstärken.In practice, however, it has been shown that even the turbulence respectively,. Intermixing, which by means of such a customary, generally “axially parallel Is achieved having perforated disc channels, not sufficient existing in the strand Compensate for temperature differences completely. With usual, round strands becomes essential even after passing such a perforated disk in the middle higher temperature than in the peripheral zones of the strand. Tl (enn also at a number of profiles to be extruded, for example hoses, such temperature differences because of the rotationally symmetrical design the profiles are not in If there is a phenomenon, such temperature differences appear in the case of asymmetrical ones Profiles unpleasant noticeable due to subsequent warping. But also when extruding rotationally symmetrical profiles can be the temperature gradient emanating from the axis of the strand lead to a defective extrudate: will.bspw. in a so-called double spray head the strand of plasticized plastic discharged from the extruder into two sub-strands subdivided, each of which feeds a spray head round piece, also result in the case of irregularities that are extruded through these rotationally symmetrical profiles, there is now an asymmetrical temperature gradient in the branch over its cross-section occurs and this therefore does not have the same axis of symmetry as the one to be extruded Profile: e.g. from two hoses fed by partial strands, extruded hoses point in the zones that are fed from the middle of the former strand, a greater plasticity than in the zones of the tube profile that of the edge near Areas of the originally extruded strand are formed. Already at the free one If such hoses hang down from the ends, it turns out that more plastic ones Zones are also subject to greater elongation due to their own weight, and Hollow bodies blown out of such hoses show unequal wall thicknesses.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, mit geringem Aufwande die Temperatur über den ganzen Querschnitt von Extrudern abgegebener Stränge vollkommen auszugleichen, Gelöst wird diese Aufgabe unter Anwendung der bekannten, Extrudern nachgeordneten Lochscheiben, indem eine solche Lochscheibe derart ausge bildet wird, daß mindestens einige der Kanäle gegen die die Ititte der Lochsdheibe durchdringende und senkrecht auf ihr stehende Achse derart geneigt sind, daß in der äußeren Zone ihres Wirkungsbereiches beginnende Kanäle in Richtung auf die Achse hin und in der inneren Zone beginnende von der Achse hinweg geneigt verlaufen, Von den in einer mittleren Zone beginnenden Kanälen sind zweckmäßig einige auf die Achse hin und/oder andere von ihr hinweggeneigt verlaufend ausgebildet. Die Kanäle innerhalb einer Zone können vor Lücken angeordnet sein, die zwischen Kanälen anderer Zonen gebildet werden. Andererseits ist es gegebenenfalls zusätzlich möglich, Kanäle mit einer zusätzlichen, rechtwinkelig zur ersten verlaufenden Neigungskomponente auszuführen. Bei zentrischen Ausführungen kann dies eine Komponente in Richtung des Umfanges sein, wie auch der Abstand der Kanäle sich im Winkelmaß ausdrücken kann.The invention is based on the task, with little effort Temperature over the entire cross-section of extruded strands is perfect to compensate, this problem is solved using the known, extruders downstream perforated disks by forming such a perforated disk in such a way that that at least some of the channels against the center of the perforated disk penetrating and vertical are inclined on it standing axis that in channels beginning in the outer zone of their area of action in the direction of the axis to and from the inner zone beginning to slope away from the axis, Von the canals beginning in a central zone are expediently some on the axis towards and / or others inclined away from it. The channels within of a zone can be located in front of gaps between channels of other zones are formed. On the other hand, it is optionally also possible to use channels an additional inclination component running at right angles to the first. In the case of centric designs, this can be a component in the direction of the circumference as the distance between the channels can be expressed in terms of angles.

Im einzelnen ist die Erfindung an Hand der Beschreibung des Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen hierbei: Fig. 1 die Aufsicht auf eine vergrößert dargestellte Lochsoheibe und Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Scheibe nach Fig. 1.In detail, the invention is based on the description of the embodiment in connection with these illustrative drawings. It shows here: FIG. 1 shows a plan view of a perforated plate, shown enlarged, and FIG. 2 shows a Longitudinal section through the disk according to FIG. 1.

In den Figuren ist eine Lochscheibe 19 gezeigt, die zum Einspannen zwischen Extruder und Spritzkopf einen breiten, äußeren Flansch2#ufweist. Der Flansch umschließt eine Arbeitafitiohe, welche die Eintrittsöffnungen 1 bis 18 einer Anzahl von den Durchtritt plastifizierten Kunststoffes gestattaiin Kanälen aufweist. Um eine Durchmischung der durch die kanäle gebildeten Teilßtränge zu erreichen, die hinter der Lochscheibe eine sich auch auf die Temperatur der spritzfähigen Masse erstreckende Homogenität sichert, sind die Kanäle mit unterschiedlichen Richtungen und unterschiedlichen Durchmessern ausgestattet. Eine zweckmäßige Durchmischung läßt sich nach statistischen Gesichtspunkten finden. Es ist hierbei erforderlich, aus den Randzonen des ursprünglichen Stranges Teilstränge in die Mittel- bzw. in die innere Zone zu führen, und ebenso ist es erforderlich, aus der inneren Zone Teilstränge in die mittlere oder äußere zu führen. Sind Eintrittsöffnungen in einer mittleren Zone vorgesehen, so können die von ihnen ausgehenden Kanäle sowohl in innere Zonen als auch in äußere Zonen führen Daneben hat ew sich für jede der Zonen bewährt, Teilkanäle beizubehalten, die den radialen Abstand von der Achse der Lochscheibe nicht ändern.In the figures, a perforated disk 19 is shown, which is used for clamping has a wide, outer flange2 # between the extruder and the extrusion head. The flange encloses a Arbeitsafitiohe, which the inlet openings 1 to 18 of a number has channels permitting the passage of plasticized plastic. Around a mixing of the partial strands formed by the channels reach, the one behind the perforated disk also affects the temperature of the injectable mass Extensive homogeneity ensures the channels are with different directions and different diameters. Appropriate mixing can be found from a statistical point of view. It is necessary here, from the edge zones of the original strand partial strands into the middle or in to lead the inner zone, and likewise it is necessary to lead out of the inner zone To lead partial strands in the middle or outer. Are inlet openings in a central zone is provided, the channels emanating from them can be used both in inner zones as well as into outer zones lead In addition, ew has developed for each of the zones proven to maintain sub-channels that are the radial distance from the axis of the perforated disc do not change.

Die Durchmischung der Teilstränge kann nach unterschiedlichen Gesichtspunkten vorgenommen werden, wobei die optimale Durchmischung jeweils auch vom Temperaturfeld des ankommenden Stranges sowie seiner Viskosität abhängt. In Verbindung mit den Zeichnungen wird nachstehend eine praktisch bewährte Anordnung von Kanälen.The intermixing of the partial strands can be based on different aspects be made, the optimal mixing in each case also from the temperature field of the incoming strand and its viscosity depends. In connection with the Drawings below is a practically proven arrangement of channels.

erläutert, bei denen sowohl achsparallel durchgehende, als auch sich überkreuzende Kanäle vorgesehen sind.explained, in which both axially parallel through, as well as Crossing channels are provided.

Einer der achsparallelen Kanäle, Kanal 24 der Fig. 2, geht von der Eintrittsöffnung 12 aus. Von der Eintrittsöffnung 1 geht ein achsparalleler Kanal geringeren Durchmessers aus. Durch die achsparallele Anordnung liegen imFalle der von den Eintrittsöffnungen 1 und 12 ausge-henden Kanäle deren Mündungen unterhalb der in Fig. 1 dargestellten Eintrittsöffnungen. Von der ebenfalls auf dem äußeren der Teilkreise, dem Teilkreis 21, vorgesehenen Eintrittsöffnung geht ein Kanal aus, der gegen die Achse der Lochscheibe 19 geneigt verläuft und damit eine radiale Komponente aufweist. Dieser Kanal überkreuzt den Teilkreis 22 und endet in einer JJu~ndung, die auf dem inneren der Teilkreise, dem Teilkreis 23, liegt und sich unter der Eintrittsöffnung 13 befindet. Von den Eintrittsöffnungen 3 bis 5 gehen wiederum achsparallele Kanäle unterschiedlichen Durchmessers aus. Von der Eintrittsöffnung 6 geht ein Kanal 25 aus, der durch eine zusätzliche, radiale Komponente schräg verläuft und unterhalb der Eintrittsöffnung 15 mündet, die auf dem Teilkreis 23 liegt. Wie der von der Eintrittsöffnung 2 ausgehende Kanal leitet auch dieser Kanal 25 einen Teilstrang, der der äußeren Zone des zugeführten Stranges entnommen ist, zur Achse hin, so daß er zur Bildung der inneren Partien des hinter der Lochscheibe sich bildenden gemeinsamen Stranges beiträgt und die Bildung einer tlischteinperatur herbeiführt, die aus inneren und äußeren Zonen des ursprünglichen Stranges sich ergibt.One of the axially parallel channels, channel 24 of FIG. 2, goes from the Inlet opening 12 from. An axially parallel channel extends from the inlet opening 1 smaller diameter. Due to the axially parallel arrangement, in the case of the channels emanating from the inlet openings 1 and 12 have their mouths below them of the inlet openings shown in FIG. 1. From the one also on the outer one of the partial circles, the partial circle 21, provided Inlet opening goes out a channel which runs inclined to the axis of the perforated disk 19 and thus has a radial component. This channel crosses the pitch circle 22 and ends in a foundation on the inside of the partial circles, the partial circle 23, and is located under the inlet opening 13. From the inlets 3 to 5, in turn, start from axially parallel channels of different diameters. From the inlet opening 6, a channel 25 goes out, which is through an additional, radial Component runs obliquely and opens below the inlet opening 15, which on the pitch circle 23 lies. How the channel emanating from the inlet opening 2 conducts This channel 25 also has a partial strand, that of the outer zone of the supplied strand is taken towards the axis, so that it is used to form the inner parts of the rear the perforated disk contributes to the formation of a common strand and the formation of a table temperature brings about that from inner and outer zones of the original Strands results.

Die Eintrittsöffnungen 7, 8, 9 und 11 führen zu Kanälen unterschiedlicher Weite, die achs parallel verlaufen, und die Eintrittsöffnung 10 führt in einen Kanal, der mit einer radialen Komponente unter die Eintrittsöffnung 17 führt.The inlet openings 7, 8, 9 and 11 lead to different channels Width, which run parallel to the axis, and the inlet opening 10 leads into a channel, which leads under the inlet opening 17 with a radial component.

Die innerhalb des Kreises der Eintrittsöffnungen 1 bis 12 vorgesehenen weiteren Eintrittsöffnungen 13 bis 18 sind auf zwei Teilkreise 22 und 23 verteilt, die sich im Durchmesser nicht so unterscheiden wie die Teilkreise 21 und 22, Von der Eintrittsöffnung 13 des Teilkreises 23 geht ein Kanal 26 aus, der unter der Eintrittsöffnung 18 des Teilkreises 22 endet und damit sowohl radial als auch in Umfangsrichtung versetzt 1 läuft. Von der Eintrittsöffnung 14 geht ein Kanal aus, der unterhalb der Eintrittsöffnung 2 mündet. Von der Eintrittsöffnung 15 geht ein Kanal 27 aus, der unterhalb der Eintrittsöffnung 14 mündet. Der Verlauf der Kanäle ist in der Fig. 1 dadurch verdeutlicht, daß schräg verlaufende Kanäle jeweils mit einen Pfeil ausgestattet sind, welcher die Durchströmungsrichtung des Kunststoffes anzeigt.Those provided within the circle of the inlet openings 1 to 12 further inlet openings 13 to 18 are distributed over two partial circles 22 and 23, which do not differ in diameter as much as the pitch circles 21 and 22, Von the inlet opening 13 of the pitch circle 23 is a channel 26, which is under the Entry opening 18 of the pitch circle 22 ends and thus both radially as well as 1 runs offset in the circumferential direction. A comes from the inlet opening 14 Channel that opens below the inlet opening 2. From the entrance opening A channel 27 emanates from 15 and opens below the inlet opening 14. The history the channels is illustrated in Fig. 1 by the fact that inclined channels are each equipped with an arrow indicating the direction of flow of the Plastic.

Durch die Verwendung von achsparallelen Kanälen in Verbindung mit solchen, die eine radiale sowie gegebenenfalls eine Neigung in Umfangsrichtung aufweisen, wird erzielt, daß zwar die Bildung von Teilsträngen an den Eintrittsöffnungen in einer Ordnung erfolgt, die der Verteilung der Eintrittsöffnungen über den Gesamtquerschnitt des ankommenden Stranges entspricht, und in entspredhender Weise setzt sich der abgehende Strang unter Bildung von Verwirbelungen aus der Anordnung der einzelnen Teilstränge zusammen. Innerhalb der Loclt scheibe aber finden Uberkreuzungen statt, welche bpsw.By using axially parallel channels in conjunction with those that have a radial and possibly a slope in the circumferential direction, it is achieved that although the formation of partial strands at the inlet openings in an order takes place that is the distribution of the inlet openings over the total cross-section of the incoming strand, and the outgoing strand with the formation of turbulence from the arrangement of the individual Partial strands together. However, crossings take place within the loclt disk, which bpsw.

kühleres Material aus dem Mantel des ankommenden Stranges gegen heißeres Material austauschen, das dem Inneren des ankommenden Stranges entnommen wird. Diese Durchmischung fördert den Temperaturausgleich innerhalb des Stranges derart, daß der abgehende Strang priitisch über seinen gesamten Querschnitt hinweg eine gleiche Temperatur aufweist und damit durch vollkommene Homogenisierung auch die Viskosität über den gesamten Strang konstant ist.cooler material from the jacket of the incoming strand against hotter Exchange material that is taken from the inside of the incoming strand. These Mixing promotes temperature equalization within the strand in such a way that the outgoing strand is basically the same over its entire cross-section Temperature and thus also the viscosity due to complete homogenization is constant over the entire strand.

Da dies durch eine Weiterbildung der bereits bekannten Lochscheibe erreicht wird, ist der zusätzlich erforderliche Aufwand nur gering und beschränkt sich auf die Bearbeitungsvorgänge der Lochscheibe, die zur Erstellung der Kanäle erforderlich sind.Since this is achieved through a further development of the already known perforated disc is achieved, the additional effort required is only small and limited on the machining operations of the perforated disc that are used to create the channels required are.

Claims

1. Between a heated, for plasticizing thermoplastic Plastics provided extruder and this downstream, the profile extruded Strands determining extrusion head arranged in the flow path of the plastic and with their channels locally the strand formed by the plastic for homogenization in single strands on dividing perforated disc, d u r g e k e n n z e i c h n e t that at least some of the channels (25 to 27) against the center of the perforated disc 19 penetrating and perpendicular to its axis are inclined such that Channels (25) beginning in the outer zone (pitch circle 21) of their area of action in the direction of the axis and beginning in the inner zone (pitch circle 23) (27) inclined away from the axis.

2. Orifice plate according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that some canals beginning in a central zone (pitch circle 22) towards the axis and / or some inclined away from it.

3. Perforated disc according to claims 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n draw that channels of a zone in front between channels of other Zones formed gaps are arranged.

4. perforated disk according to claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n e i c h n e t that channels have a second inclination component running at right angles to the first exhibit.

5. Perforated disk according to claims 1 to 4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h channels of at least two different diameters.