DE202007014876U1 - Extrusion tool with temperature control - Google Patents
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Abstract
Extrusionswerkzeug für eine Extruderanordnung mit einer Schmelzetemperierung umfassend ein Gehäuse (12, 14), welches mit der Extruderanordnung verbunden oder verbindbar ist, einen Schmelzeeinlass (16), einem Schmelzeweg (20, 22, 24) innerhalb des Gehäuses (12, 14) und einen Schmelzeauslass (26), wobei der Schmelzeweg (20, 22, 24) zumindest in einem Teil des Gehäuses ausgebildet ist und das Gehäuse in seinem Inneren eine Temperiereinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem inneren Abschnitt des Gehäuses (12, 14) die Temperiereinrichtung mit mehreren beabstandeten separaten Temperiersegmenten (I, II, III, IV) vorgesehen ist.extrusion die for one Extruder arrangement with a melt temperature control comprising a housing (12, 14) connected or connectable to the extruder assembly is a melt inlet (16), a melt path (20, 22, 24) inside the case (12, 14) and a melt outlet (26), wherein the melt path (20, 22, 24) is formed at least in a part of the housing and the casing having in its interior a tempering device, characterized that at least in an inner portion of the housing (12, 14) the tempering device with a plurality of spaced separate Temperiersegmenten (I, II, III, IV) is provided.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Extrusionswerkzeug mit Temperierung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to an extrusion tool with tempering according to the generic term of claim 1.
Extrusionswerkzeuge werden gewöhnlicherweise einer Extruderanordnung unmittelbar nachgeschaltet, so dass die durch die Extruderanordnung bereitgestellte Schmelze, insbesondere Kunststoffschmelze, durch das nachgeschaltete Extrusionswerkzeug in eine gewünschte Form gebracht werden kann. Als Extrusionswerkzeuge sind dabei Flachdüsen, Rohrwerkzeuge, Profile etc. bekannt.Extrusion dies usually become an extruder assembly immediately downstream, so that the provided by the extruder assembly melt, in particular Plastic melt through the downstream extrusion tool in a desired Shape can be brought. As extrusion tools are flat nozzles, pipe tools, Profiles etc. known.
Die vorliegende Erfindung soll nachfolgend anhand von Rohrextrusionswerkzeugen erläutert werden, wobei dadurch jedoch keine Beschränkung auf diese Art von Extrusionswerkzeugen erfolgen soll.The The present invention will be described below with reference to tube extrusion tools be explained however, this does not limit this type of extrusion tooling should be done.
Bei Rohrextrusionswerkzeugen ist es bekannt, die Düsenspitze segmentartig mit einer elektrischer Heizung zu beheizen, um auf diese Art eine Düsenzentrierung zu erzielen. Eine Kühlung in diesem Bereich wird dabei nicht durchgeführt.at Pipe extrusion tools, it is known, the nozzle tip with segmented To heat an electric heater, in this way a nozzle centering to achieve. A cooling in this area is not carried out.
Bei Rohrextrusionswerkzeugen (kurz auch Rohrköpfe genannt) ist es überdies bekannt, diese im Innern des Gehäuses – also weit vor der Düse – radial innen und/oder außen zu beheizen, beispielsweise mit Hilfe von Keramikheizbändern. Insbesondere bei großen Rohrköpfen wird das Innere des Rohrkopfes mit Hilfe einer Temperierung beheizt, die mit einem Temperiermedium, beispielsweise einem Temperieröl arbeitet. Eine solche Temperierung hat den Vorteil, dass der Schmelze nicht nur Wärme zu-, sondern auch abgeführt werden kann.at It is, moreover, pipe extrusion tools (also called pipe heads for short) known, these inside the case - so far in front of the nozzle - radially inside and / or outside to heat, for example by means of Keramikheizbändern. Especially at big pipeheads the interior of the pipe head is heated by means of a temperature control, which works with a tempering medium, for example a tempering oil. Such tempering has the advantage that the melt is not only heat but also removed can be.
Besonders bei Rohren mit großen Durchmessern kann dies von entscheidender Bedeutung sein, da der Schmelze bereits im Extrusionswerkzeug selbst Energie entziehbar ist, womit man dem sogenannten Sagging-Effekt entgegenwirken kann. Beim Sagging-Effekt fließt die Schmelze nach dem Austritt aus dem Rohrwerkzeug aufgrund der Erdschwerkraft nach unten, so dass sich die Wanddicke der durch das Extrusionswerkzeug hergestellten Gegenstände nach dem Verlassen des Werkzeugs verändert. Die Wanddicke nimmt durch diesen Sagging-Effekt im Laufe der Zeit oben ab und im unteren Bereich zu. Dies führt oftmals dazu, dass geforderte Wanddicke-Toleranzen nicht eingehalten werden können.Especially in pipes with big ones Diameters may be of crucial importance as the Melt even in the extrusion tool itself energy deprivateable is, with which one can counteract the so-called sagging effect. At the Sagging effect flows the melt after the exit from the tube tool due to Earth's gravity down, so that the wall thickness of through the extruded tool manufactured objects after leaving the Tool changed. The wall thickness decreases through this sagging effect over time above from and at the bottom to. This often leads to the required wall thickness tolerances not can be complied with.
Die bisher bekannten Temperatureinrichtungen bei Extrusionswerkzeugen im Inneren des Gehäuses und somit vor der Düsenspitze weisen nur eine einzige Zone auf, so dass die Temperatur gleichmäßig über den Umfang eines Rohrextrusionswerkzeuges abgesenkt oder erhöht werden kann.The previously known temperature devices in extrusion tools inside the case and thus in front of the nozzle tip have only a single zone, so that the temperature evenly over the Scope of a pipe extrusion tool can be lowered or increased can.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Extrusionswerkzeug zur Verfügung zu stellen, mit welchem die vorgegebenen Wanddickentoleranzen eingehalten werden können.task The present invention is to provide an extrusion tool set, with which adheres to the predetermined wall thickness tolerances can be.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Extrusionswerkzeug durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.These Task is in the above-mentioned extrusion tool the features mentioned in claim 1 solved.
Demgemäß ist ein Gedanke der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, dass die Temperatureinrichtung im Inneren des Gehäuses mehrere in Umfangsrichtung beabstandete, separierte Temperiersegmente umfasst, mit denen auch eine Kühlung möglich ist.Accordingly, a Thought of the present invention in that the temperature device inside the case a plurality of circumferentially spaced, separated Temperiersegmente includes, with which a cooling is possible.
Die über den Umfang des Extrusionswerkzeuges angeordneten Temperiersegmente – nachfolgend teilweise auch Temperierzonen genannt – können einzeln angesteuert werden. Je nach Kunststoff und Wanddicke kann hiermit die Wanddicke des aus dem Extrusionswerkzeug austretenden Produktes gezielt beeinflusst werden, wodurch es möglich ist, zusätzlich zu einer möglichen thermischen Düsenzentrierung die geforderte Wanddicken-Toleranz einzuhalten. So besteht mit einer Temperaturerhöhung die Möglichkeit, die Viskosität zu verringern, so dass mehr Material in dem Bereich der erhöhten Temperatur durch das Extrusionswerkzeug fließen kann. Umgekehrt besteht mit einer Temperaturabsenkung die Möglichkeit, die Viskosität zu erhöhen bzw. das Material abzukühlen, so dass weniger Material in dem Bereich der verminderten Temperatur durch das Extrusionswerkzeug fließen kann bzw. das Material derart abgekühlt ist, dass ein Sagging-Effekt in bestimmten Bereichen des Produktes wirkungsvoll vermieden wird. Ein Rohr wird dadurch in einem Bereich beispielsweise etwas dicker ausgebildet. So lässt sich mit der Steuerung der Temperatur in den einzelnen Temperiersegmenten die Wanddicke der einzelnen Bereiche des so hergestellten Produktes in gewünschter Weise verändern.The over the Scope of the extrusion tool arranged Temperiersegmente - below sometimes also called tempering zones - can be controlled individually. Depending on the plastic and wall thickness hereby the wall thickness of the specifically influenced by the product exiting the extrusion die which makes it possible is, in addition to a possible thermal nozzle centering to comply with the required wall thickness tolerance. So there is one Temperature increase the Possibility, the viscosity reduce, leaving more material in the area of elevated temperature can flow through the extrusion tool. Conversely exists with a temperature reduction the possibility to increase the viscosity or to cool the material, leaving less material in the area of decreased temperature can flow through the extrusion die or the material so cooled is that a sagging effect in certain areas of the product effectively avoided. A pipe becomes thereby in a range for example, something thicker. That's how it works with the controller the temperature in the individual tempering the wall thickness the individual areas of the product thus produced in the desired Change way.
Eine solch unterschiedliche Temperierung, beispielsweise im Inneren eines Rohrkopfes über dessen Umfang, ist bisher nicht möglich. Mit der vorgenannten Maßnahme lassen sich die Wanddicken insgesamt genauer als bisher einstellen.A such different temperature, for example, inside a Tube head over its Scope, so far is not possible. With the aforementioned measure Overall, the wall thicknesses can be set more precisely than before.
Je schmäler die in Umfangsrichtung angeordneten und voneinander beabstandeten Temperiersegmente ausgebildet sind, umso besser lassen sich die Schmelzeströme einregeln. Vorteilhaft bei einem Rohrextrusionswerkzeug erscheinen zumindest mehr als eine, insbesondere aber vier Temperiersegmente.ever narrower arranged in the circumferential direction and spaced from each other Temperiersegmente are formed, the better the can be melt streams einregeln. Advantageous to appear in a pipe extrusion tool at least more than one, but especially four Temperiersegmente.
Die Temperiereinrichtung kann generell radial außerhalb des Strömungsweges der Schmelze aber auch radial innerhalb des Strömungsweges der Schmelze im Werkzeug angeordnet sein.The temperature control can generally radi al be arranged outside the flow path of the melt but also radially within the flow path of the melt in the tool.
Sie kann elektrisch beheizbare Temperiermittel aufweisen, die zur Kühlung zusätzlich zu den elektrisch beheizbaren Temperiermitteln, auch Kühlmittel, beispielsweise Kühlkanäle, umfassen. Es ist jedoch auch möglich, gleich insgesamt die Temperiereinrichtung über Temperierkanäle auszubilden, durch die ein Temperiermedium, egal ob ein Kühl- oder Heizmedium geleitet werden kann.she can have electrically heatable temperature control, in addition to for cooling the electrically heatable tempering agents, also coolants, For example, cooling channels include. However, it is also possible equal to a total of the tempering via Temperierkanäle form through a tempering medium, whether passed a cooling or heating medium can be.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Temperierkanäle in den Temperiersegmenten mäanderförmig ausgebildet.According to one preferred embodiment the temperature control channels formed meandering in the tempering.
Die Temperiersegmente sind dabei jeweils mit einer eigenen Versorgung (Stromversorgung für elektrische Heizmittel, Versorgung für Temperieröl) verbunden, deren Betrieb wiederum von einer Steuereinrichtung bestimmt ist.The Tempering segments are each with its own supply (Power supply for electrical Heating medium, supply for Tempering oil), whose operation is in turn determined by a control device.
Natürlich lässt sich die vorliegende Erfindung sowohl auf Profilwerkzeuge wie auch auf Rohrextrusions- oder Flachdüsenwerkzeuge anwenden. Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung bei Rohrextrusionswerkzeugen, insbesondere bei Rohrköpfen mit sehr großen Durchmessern.Of course you can the present invention both on profile tools as well as on Pipe extrusion or flat die tools apply. However, particularly preferred is the use in pipe extrusion tools, especially with tube heads with very big ones Diameters.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform können mehrere Temperiereinrichtungen in Strömungsrichtung nacheinander vorgesehen sein, wobei jede Temperiereinrichtung vorzugsweise mehrere und in Umfangsrichtung beabstandete, separate Temperiersegmente aufweisen. Auf diese Weise kann die Schmelze über einen wesentlichen Teil ihres Strömungsweges temperaturmäßig beeinflusst werden.According to one particularly preferred embodiment can several tempering in the flow direction successively be provided, each tempering preferably a plurality and circumferentially spaced, separate Temperiersegmente exhibit. In this way, the melt can over a substantial part their flow path influenced by temperature become.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand einer Ausführungsform näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen inThe The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings Drawings based on an embodiment explained in more detail. The Drawings show in
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Rohrextrusionswerkzeuges dargestellt. Allerdings soll die Erfindung nicht auf Rohrextrusionswerkzeuge beschränkt sein. Vielmehr ist sie für alle Arten von Extrusionswerkzeugen anwendbar.The The present invention will be described below with reference to a tube extrusion tool shown. However, the invention is not intended to Rohrxtrusionswerkzeuge limited be. Rather, she is for all types of extrusion tools applicable.
Ein
erfindungsgemäßes Rohrextrusionswerkzeug
Um
nun die Wanddicke über
den Umfang des Schmelzerohres einstellen zu können, ist eine Temperiereinrichtung
vorgesehen, die strömungsmäßig nach
dem Wendelverteiler
Die
Temperiereinrichtung umfasst eine Buchse
Der
mäanderförmige Temperierkanal
ist genauer in
Natürlich könnte man
auch noch eine weitere (z.B. zweite) ähnliche Temperiereinrichtung
im Gehäuse
Beim Betrieb des Rohrkopfes kann beispielsweise die Wanddicke des aus dem Rohrkopf austretenden Schmelzeschlauches erfasst werden. Treten in der Wanddicke Abweichungen zu den vorgegebenen Wanddicken auf, so kann über eine Steuerung oder Regelung eine nicht näher dargestellte Versorgungseinrichtung so gesteuert werden, dass die Temperatur im Inneren des Gehäuses in bestimmten Temperiersegmenten erhöht oder in anderen Temperiersegmenten reduziert wird. Dabei besitzt jedes Temperiersegment eine eigene Versorgung.At the Operation of the pipe head, for example, the wall thickness of the tube head exiting melt tube are detected. Kick in the wall thickness deviates from the given wall thickness, so can over a control or regulation a supply device, not shown be controlled so that the temperature inside the housing in certain tempering increased or in other Temperiersegmenten is reduced. Each tempering segment has its own Care.
Mit dieser Steuerung der Temperatur ist es möglich, unterschiedliche Temperaturen im Inneren des Gehäuses über den Umfang des Schmelzestroms zu realisieren. Damit lässt sich der Schmelzefluss in gewissen Grenzen beeinflussen, wodurch die segmentierte Temperierung wie eine Art thermische Zentrierung wirkt. Zudem kann je nach Temperatur der Schmelze bereits auch im Rohrkopf Energie entzogen werden. Insbesondere durch die Nacheinanderschaltung von zwei Temperiereinrichtungen ist eine noch bessere Einflussnahme auf den Schmelzestrom möglich, wodurch auch noch mehr Energie eingebracht, bzw. aus der Schmelze abgeführt werden kann.With This temperature control makes it possible to have different temperatures inside the case over the To realize the extent of the melt stream. This can be affect the melt flow within certain limits, causing the segmented Temperature control acts as a kind of thermal centering. In addition, can Depending on the temperature of the melt, energy is already available in the tube head be withdrawn. In particular, by the succession of two tempering devices is an even better influence possible on the melt stream, which also introduces even more energy, or from the melt dissipated can be.
- 1010
- Rohrkopfpipehead
- 1212
- Äußere GehäuseOuter case
- 1414
- Inneres GehäuseInterior casing
- 1616
- Schmelzeeintritt-KanalMelt inlet channel
- 1818
- Wendelverteilerspiral distributor
- 2020
- Schmelzekanalmelt channel
- 2222
- Schmelzekanalmelt channel
- 2626
- Schmelzeaustrittmelt outlet
- 2828
- Buchse mit segmentweise angeordneten NutenRifle with segmented grooves
- 3030
- Mäanderförmiger Temperierkanal eines ersten SegmentesMeander-shaped temperature control channel a first segment
- 3636
- Abdeckringcover ring
- 4040
- Mäanderförmiger Temperierkanal des ersten SegmentesMeander-shaped temperature control channel of the first segment
- 4242
- Mäanderförmiger Temperierkanal eines zweiten SegmentesMeander-shaped temperature control channel a second segment
- 4444
- Mäanderförmiger Temperierkanal eines dritten SegmentesMeander-shaped temperature control channel a third segment
- 4646
- Mäanderförmiger Temperierkanal eines vierten SegmentesMeander-shaped temperature control channel a fourth segment
- II
- Erstes Segmentfirst segment
- IIII
- Zweites Segmentsecond segment
- IIIIII
- Drittes Segmentthird segment
- IVIV
- Viertes Segmentfourth segment
Claims (10)
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