DE202017006467U1

DE202017006467U1 - Werkzeugkonfigurationen für Flächenvertiefungen in Extrudaten

Info

Publication number: DE202017006467U1
Application number: DE202017006467.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-12-16
Filing date: 2017-12-16
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2027-12-17

Abstract

Werkzeugkonfigurationen für Flächenvertiefungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Extrudiervorrichtung zusätzlich zu einer Matrize oder Kokille, die den Extrusionsquerschnitt eines Guß- oder Preßstrangs bestimmt, ein Werkzeug aufweist, das im Gieß- oder Preßvorgang Material gezielt aus den Querschnittsgrenzen einer Matrize oder Kokille oder eines Matrizen- oder Kokillenkerns verdrängt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft die Herstellung extrudierter oder gegossener Strangprodukte und Profile, vorranging aus Metall.
Stand der Technik
Das bei Herstellern einsehbare Marktangebot von Preßstrangprofilen und stranggegossenen Profilen ist sehr vielseitig, scheint sich aber darauf zu beschränken, daß Extrudate nur die Form eines konstanten Querschnitts einer Matrize und/oder eines Matrizendorns oder -kerns bzw. nur die Form des reinen Querschnitts eines Kokillenaustritts annehmen.
Eine Stichwortsuche nach entspr. Patentschriften spiegelt vorläufig diesen Eindruck auch über offensichtliche Marktpräsentationen hinaus wider; bislang gefundene Erfindungen ähnlichen Gegenstandes beziehen sich bspw. auf Anordnungen zur Herstellung figurativer Reliefs auf kontinuierlich gefertigten Polymerextrudaten mittels geschlossen umlaufenden Prägeriemen bzw. -bändern am Extrudat oder bspw. auf Walzen, die Oberflächentexturierungen im Mikrometerbereich zur Optimierung des Lackauftrags auf einem Walzprodukt bewirken.
Problemstellung
Bei der Verwendung von Profilprodukten wären in vielen Fällen senkrecht zur Extrusionsrichtung definierte Formmerkmale sinnvoll.
Statische Werkzeuganordnungen, durch welche eine Schmelze oder ein Block in einziger Richtung der Extrusion hindurchgeführt werden, sind nicht darauf ausgelegt, eine dritte Dimension des Oberflächenverlaufs am Extrudat oder Stranggußprodukt abzubilden.
Erfindung
Die Erfindung zeigt Anordungen von Werkzeugen, die mit Matrize oder Kokille Baugruppen bilden, in welchen durch bewegliche Teile - oder im Falle von Extrudaten kreisrunden Außenquerschnitts auch oder nur durch radiale Bewegung des Extrudats selbst - Höhen und Senkungen senkrecht zu den Innen- oder Außenflächen eines Extrudats ermöglicht werden können.
Gewerbliche Anwendbarkeit und vorteilhafte Wirkungen
Extrudate können mit regelmäßigen Formverläufen senkrecht zur Oberfläche ausgestattet werden, so z.B. mit kontinuierlichen Gewindegängen oder etwa mit Rastvertiefungen, was in verschiedensten Zusammenhängen für Konstruktionshalbzeuge praktische Montierbarkeitsvorteile ergibt.
Ausgestaltungen der Erfindung
Ausgestaltung 1 in zwei Versionen
1 zeigt einen Grundaufbau, der zwei Ansätzen dienen kann:

Ansatz 1:
- Ein Strangpreßwerkzeug, in dessen Zentrum ein rotierender Dorn mit schraubenförmiger Oberfläche sitzt, um welchen sich der Hauptteil der Formmasse (Außenwanddicke späteren Extrudats) kolinear zur Extrusionsrichtung bewegt, während der innere Masseteil durch den rotierenden Dorn mit dem äußeren Masseteil in das Extrudat abgefördert wird. Das Extrudat verläßt die Matrize dabei in gerader Bewegung ohne radiale Drehungen.
Ansatz 2:
- Um einen feststehenden schraubenförmigen Dorn wälzen sich aufgrund der Zuflußrichtung erwärmten Extrusionsmaterials alle Masseteile radial. Aus resultierender Drehung um den feststehenden Dorn herum entsteht im Hohldurchgang des Rundkörpers (hohle Rundstange) ein kontinuierlicher Gewindegang.

Ausgestaltung 2
2 zeigt ein als Formgebungswerkzeug (5) bezeichnetes rotierendes Werkzeug, dessen radiale Körpergrenze eine Flanke der inneren Kokillenbegrenzung bildet. Diese Flanke weist Vertiefungen und Erhöhungen (Tiefenprofil, 7) auf. Ein sekundärer, im Prozeß aber effektiver Badspiegel (8b), der sich neben anderen Wandungen auch an dieser Flanke ergibt, vermeidet überflüssige Bedeckung des bewegten Formgebungswerkzeugs (5) mit der Schmelze und ermöglicht durch oben an den Spiegel grenzenden Luft- bzw. Gasfreiraum sowohl ungehindertes Ablassen in der Schmelze eingeschlossener Luft- oder Gasblasen sowie damit lückenlose Füllung von Vertiefungen im Tiefenprofil (7).
Das Formgebungswerkzeug (5) hebt sich bei Austritt der Gießmasse aus dem Kokillenaggregat von der Gießmasse ab, welche dann mit entsprechendem Tiefenprofil durch eine Biege- und/oder Richtzone geführt wird und schließlich als kontinuierliches Strangprodukt abgefördert wird.

Claims

Werkzeugkonfigurationen für Flächenvertiefungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Extrudiervorrichtung zusätzlich zu einer Matrize oder Kokille, die den Extrusionsquerschnitt eines Guß- oder Preßstrangs bestimmt, ein Werkzeug aufweist, das im Gieß- oder Preßvorgang Material gezielt aus den Querschnittsgrenzen einer Matrize oder Kokille oder eines Matrizen- oder Kokillenkerns verdrängt.
Werkzeugkonfigurationen für Flächenvertiefungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dorn in einer Matrize (1) die Funktion gezielter Materialverdrängung erfüllt, indem der Formteil des Dorns, der in Kontakt zur Preßmasse des Strangs steht, schraubenförmig ausgeführt (2) ist und sich in das Extrudat ausschraubender Bewegung dreht, sowie in einem kontinuierlichen Preßvorgang die Zufuhr (3) erwärmten durchzupressenden Stoffvolumens proportional mit der Drehung des Schraubdorns synchronisiert ist, so daß gerade soviel Volumen zugeführt wird, wie es den Gangquerschnitt je Moment der Schraubwindung des Dorns verläßt.
Werkzeugkonfigurationen für Flächenvertiefungen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durchzupressendes Material zwei- oder mehrkanälig der Matrize samt Schraubdornkern so zugeführt wird, daß mittels einer kombinierten Fließdruck-/Wickelbewegung eine Wandlage des Extrudats vor Matritzendurchtritt aufgebaut wird, welche Wandlage sich an die Oberfläche eines feststehenden schraubenförmigen Dorns anschmiegt und durch die Druckrichtung der Zufuhrkanäle der entstehende Rohrmantel mit innenseitig eingeformtem Schraubgang die Matrize um den Dorn drehend verläßt.
Werkzeugkonfigurationen für Flächenvertiefungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der Preßmasse des Preßlings zur Matrize bei kombinierter Fließdruck-/ Wickelbewegung nicht rechtwinklig zur Preßrichtung, sondern, bei seitlich angeordnetem Rezipienten, teilweise graduell in Richtung der Extrusion erfolgt bzw. bei zur Extrusionsrichtung koaxial ausgerichtetem Rezipienten Zufuhrkanäle um den Halter eines rotierenden oder statischen Dorns herum verlaufen.
Werkzeugkonfigurationen für Flächenvertiefungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei feststehendem schraubenförmigen Dorn eine Vorrichtung zur Extrudatabfuhr mindestens über ein erstes Streckenintervall hinweg eine aktiv angetriebene oder passiv mitrollende Lagerung aufweist, die radiale Bewegungsreibungen und aus diesen resultierende Ausschwenkungen des drehenden Extrudats auf einer Förderoberfläche vermeidet, und über hinreichende Extrudierstrecke und Kühlfestigung das Extrudat in weiteren Geradeführungen abgefördert wird, die ggf. ebenso radiale Reibkräfte aktiv angetrieben oder passiv mitlaufend minimieren oder aufheben.
Werkzeugkonfigurationen für Flächenvertiefungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei im Grundaufbau dem Strangguß entsprechenden Urformgebungsverfahren mindestens eine Seite einer Kokille oder eines Kokillenaggregats (beide 4) ein radial mitlaufendes Formgebungswerkzeug (5) aufweist, welches in Vertiefungen die Schmelze (6) aufnimmt oder durch Erhöhungen (Tiefenprofil, 7) verdrängt.
Werkzeugkonfigurationen für Flächenvertiefungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei im Grundaufbau dem Strangguß entsprechenden Urformgebungsverfahren die Schmelze mittels einer Abscheidewand (8) in eine Gas- oder Luftkammer (8a) geführt wird, in welcher sie einen sekundären Badspiegel (8b) aufbaut, der die Laufflächen des Formgebungswerkzeugs (5) weitgehend unbedeckt läßt und effektiv diejenigen Mengenschwankungen des zufließenden Schmelzenvolumens kompensiert, die aufgrund zonenverschiedener Formtiefen des Formgebungswerkzeugs (5) bei abschliessendem Durchtritt durch eine Kokille bzw. ein entspr. aufgebautes Kokillenaggregat (4) entstehen.
Werkzeugkonfigurationen für Flächenvertiefungen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl im Strangpreß- als auch Stranggußprozeß im Austrittsbereich des Extrudats (z.B. vor Erreichen der Biege- und Richtzone (10) beim Strangguß) ein Kühl- bzw. Thermomodul (9) die Formfestigung der Schmelze für den Austrittsmoment aus einer Matrize (1) oder einem Kokillenaggregat (4) thermisch steuert.