DE2136168C2 - Verfahren zum Kühlen eines stranggepreßten Schlauches bei dessen Herstellung aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Verfahren zum Kühlen eines stranggepreßten Schlauches bei dessen Herstellung aus thermoplastischem Kunststoff

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen eines stranggepreßten Schlauches gemäß dem Oberbegriff des Ansprutns 1.
Die gattungsgemäße D^-OS I" 04 050 beschreibt eine Vorrichtung zum KüWen eines stranggepreßten Schlauches bei dessen Herstellung aus theromplastischem Kunststoff. Bei dieser Vorrichtung wird der Schlauch kontinuierlich von der Düse einer Strangpresse unter Innenkühlung senkrecht nach unten über ein in einem Kühlbad angeordnetes, aus zwei oder mehreren, senkrecht zur Schlauchachse und koaxial zueinander angeordneten Kalibrierscheiben bestehendes Kalibrierwerkzeug und anschließend durch zwei Abquetschwalzen geführt, und das Schlauchinnere wird mit einer im Gegenstrom geführten Flüssigkeit, die bis zu einer bestimmten Höhe durch Absaugen mit einer Saugvorrichtung gehalten ist, abgeschreckt. Obwohl sich diese letztgenannte Vorrichtung bei der HersteMung von stranggepreßten Schläuchen im allgemeinen bereits bewährt hat, wurde in der Praxis zeitweise beobachtet, daß sich ruhende Bereiche innerhalb der den Schlauch wirksam kühlenden Flüssigkeit ausbildeten. Diese ruhenden Bereiche können zu einsr ungleichmäßigen Abschreckung des Schlauches und damit zu einer ungleichmäßigen Makromolekülstruktur des thermoplastischen Kunststoffes, aus dem der Schlauch besteht, führen. Im extremen Fall eines Stillstandes der kühlenden Flüssigkeit müßte sogar deren Sieden befürchtet werden, wodurch sich nachteilige Auswirkungen auf die Oberfläche der Schlauchwand und ungleichmäßige Eigenschaften des Schlauches ergeben können, die bei seinem späteren praktischen Gebrauch ein unerwünschtes Verhalten des Schlauches zur Folge haben könnten.
Aus den GB-PS 10 59 346 und 11 02 078 is! es bei der Herstellung von Schläuchen aus thermoplastischem Kunststoff noch bekannt, die Schläuche über eine Kalibriervorrichtung strangzupressen, die aus wenigstens zwei getrennten, im rechten Winkel zur Schlauchachse angeordneten Scheiben besteht und in einem röhrenförmigen Zylinder angeordnet ist, der sich unter der Oberfläche einer Abschreckflüssigkeit befindet. Die Kühlung des Schlauches wird dadurch bewirkt, daß die Ab-Schreckflüssigkeit durch diesen Zylinder nach unten gedrückt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in der DE-OS 15 04 050 beschriebenen Vorrichtung verfügbar zu machen, bei der die Bildung ruhender Bereiche innerhalb der den Schlauch ι -irksarn kühlenden Flüssigkeit unterbunden wird und die damit einhergehenden Ungleichmäßigkeiten und Unregelmäßigkeiten hinsichtlich der Eigenschaften des Schlauches und seines Werkstoffes von vornherein vermieden werden.
Die Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung zum Kühlen eines stranggepreßten Schlauches, bei der zur Kühlung des Schlauchinneren im Bereich des Kalibrierwerkzeuges jede Kalibrierscheibe möglichst nahe am Rand mit Löchern zum Durchtritt der Kühlflüssigkeit versehen ist und jeweils an einer Seite oder beiden Seiten jeder Kalibrierscheibe Ablenkscheiben angeordnet sind, sowie die Flüssigkeitsableitungen oberhalb der Kaübrierscheiben bzw. Ablenkscheiben erfolgt.
Die das Kalibrierwerkzeug bildende Gruppe von Kalibrierscheiben besteht aus einer Anzahl von Kalibrierscheiben und einer Anzahl von Ablenkscheiben, die jeweils an einer Seite oder an beiden Seiten jeder Kalibrierscheibe angeordnet sind. Die Ablenkscheiben verhindern die Bildung von ruhenden Bereichen in der Kühlflüssigkeit, die durch und über die Baugruppe von Scheiben fließt und den Schlauch wirksam kühlt. Der Abstand zwischen der ersten und letzten Kalibrierscheibe ist so bemessen, daß ausreichende Abschreckung des thermoplastischen Schlauchs gewährleistet ist. Die Zahl der Kalibrierscheiben in einer Baugruppe kann verschieden sein, jedoch wird im allgemeinen eine möglichst geringe Zahl, mit der noch eine ausreichende Stützung des Schlauchs während des Kühlens gegeben ist, bevorzugt. Im allgemeien werden wenigstens drei Kalibrierscheiben in Verbindung mit drei Ablenkscheiben verwendet, wobei über der obersten Kalibrierscheibe noch eine vierte Ablenkscheibe angeordnet ist. Ferner wird jede Kalibrierscheibe so dünn gehalten, wie dies mit ausreichender Abstützung des thermoplastischen Schlauchs im Einklang ist. Die als Auflage für den thermoplastischen Schlauch dienende Fläche der Scheiben wird somit möglichst klein gehalten. Dies kann durch A bschrägen des Umfangs der Scheiben erreicht werden.
so Die Kalibrierscheiben und/oder Ablenkscheiben können aus den verschiedensten Werkstoffen hergestellt werden, z. B. werden Metalle oder gefüllte oder ungefüllte fluorierte Kunststoffe verwendet. Die Wahl des Werkstoffs hängt von der mechanischen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit ab. Bei Verwendung von Wasser als Kühlflüssigkeit erwiesen sich nichtrostender Stahl oder Messing als geeignete Metalle und Polytetrafluoräthylen oder Polychlortrifluoräthylen als geeignete Kunststoffe. Der Durchmesser der Kalibrierscheiben wird so gewählt, daß der aus dem thermoplastischen Kunststoff bistehende Schlauch den richtigen Innendurchmesser erhält. In jede Scheibe sind Löcher gebohrt, so daß die Kühlflüssigkeit durch die Scheiben fließen kann. Die Löscher sind möglichst dicht am Rand der Scheibe angeordnet, um den Fluß der Kühlflüssigkeit in Bereichen neben der Innenfläche des Schlauchs zu begünstigen, während dieser über die Gruppe von Kalibrierscheiben läuft. Die Ablenkscheiben werden so
bearbeitet, daß ihr Durchmesser wesentlich kleiner ist als der Durchmesser der Kalibrierscheiben. Ferner sind sie zu einer Form bearbeitet, die einen stetigen Strom der Kühlflüssigkeit durch die Baugruppe gewährleistet.
Der Satz von Kalibrierscheiben ist an einem röhrenförmigen Bauteil befestigt, das am Dorn der Spritzform befestigt ist, aus dem der thermoplastische Schlauch stranggepreßt wird. Das röhrenförmige Bauteil besteht aus zwei konzentrischen Rohren. Die Kühlflüssigkeit wird durch das innere Rohr geleitet und tritt in einer Höhe unterhalb der Baugruppe der Kalibrierscheiben aus. Während der Schlauch sich füllt, steigt die Flüssigkeit und strömt durch und über die Baugruppe bis zu einer bestimmten Höhe, die über der obersten Kalibrierscheibe liegu worauf die- Flüssigkeit durch Löcher in der Wand des äußeren der beiden konzentrischen Rohre abgesaugi: und durch den Ringraum zwischen den beiden konzentrischen Rohren abgezogen wird.
Der gespritzte Schlauch wird durch die Kühlflüssigkeit nicht nur innen in der oben beschriebenen Weise, sondern auch außen gekühlt, indem der Schlauch in und durch ein Kühlbad geführt wird. Dies kai\n ein einfaches Flüssigkeitsbad sein, bevorzugt wird jedoch ein Kühlsystem, wie es in der GB-PS 11 02 078 beschrieben ist. wobei ein Zylinder vorgesehen ist, der den thermoplastischen Schlauch über einen Teil seiner Länge umgibt, der in das Kühlba.d getaucht ist, und durch den die Kühlflüssigkeit zirkuliert.
Beliebige Flüssigkeiten, die das thermoplastische Material oder die verwendeten Werkstoffe nicht angreifen, können als Abschreckflüssigkeit im Schlauch und als Flüssigkeit im Kühlbad verwendet werden. Die Flüssigkeit muß ferner geeignete thermische Eigenschaften. z. B. Gefrierpunkt, Siedepunkt und spezifische Wärme, aufweisen. In de:n meisten Fällen wird Wasser bevorzugt. Es kann zweckmäßig sein, die als Abschreckflüs-"igkeit im thermoplastischen Schlauch verwendete Flüssigkeit vor ihrer Verwendung zu entgasen. Hierdurch wird die Bildung von Luftblasen vermieden, die eine gleichmäßige Kühlung des thermoplastsischen Schlauchs verändern.
Ein Ausführun.gsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend ausführlich an Hand der Figuren beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung.
Fig. 2 zeig', in vergrößertem Maßs'ib einen Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Baugruppe von Kalibrierscheiben.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird ein Schlauch 1 aus thermoplastischem Material aus einer Spritzform 2, die durch eine geeignete Strangpresse gespeist wird, stranggepreßt. Per heiße Schlauch 1 läuft senkrecht nach unten in die Abschreckflüssigkeit 4, die im Abschreckbad 3 enthalten ist. Der Schlauch 1 ist von einem Zylinder Ji urr:geben, durch den Flüssigkeit gepumpt wird, um einen über die Außenfläche des Schlauchs 1 fließenden Flüssigkeitsstrom aufrecht zu erhalten. Dieses Wasser wird in den Zylinder 5 zurückgeführt. Die Vorrichtung, mit der die Flüssigkeit vom und zum Zylinder 5 geführt wird, ist nicht dargestellt. Der Zylinder 5 kamn in der Weise ausgebildet sein, die in der britischen Patentschrift 11 02 078 beschrieben wird. Der Schlauch 1 läuft senkrecht nach unten über eine Gruppe von Kalibrierscheiben 6 zu einem Quetschwalzenpaar 7, das den Schlauch 1 nur über einen Teil seiner Breite plättet. Der Schlauch 1 wird dann nach oben geführt und verliißt die Kühlflüssigkeit 4 am Punkt 8.
Die Gruppe von Kalibrierscheiben 6 ist an einem Rohr 13 befestigt, in dem ein zweites Rohr 10 angeordnet ist. Durch Dichtungen wird an jedem Ende des Rohres 10 der Ringraum verschlossen, der durch die beiden konzentrisch angeordneten Rohre 10 und 13 gebildet wird.
Die in Fig. 2 dargestellte Baugruppe von Kalibrierscheiben 6 ist mit einer Mutter 20 versehen, die auf das Rohr 13 geschraubt ist. Das Rohr 13 ist koaxial durch abwechselnd angeordnete Ablenkscheiben und KaIibrierscheiben geführt.
Die Ablenkscheiben sind mit den Bezugsziffern 21, 23, 25 und 27 bezeichnet. Die Kalibrierscheiben 22, 24 und 26 sind mit einer Anzahl von Löchern 28 versehen, die in der Nähe ihres Umfanges angeordnet sind. Die Ablenkscheiben und Kalibrierscheiben 21 bis 26 werden durch eine weitere Ablenkscheibe 27 festgeklemmt, die auf das Rohr 13 geschraubt ist und mit der Mutter 20 zusammenwirkt. Löcher 29 sind an vier Stellen im gleichen Abstand um den Umfang des Rohres 13 unmitteibar über der waagerechten Oberfläche der Ablenkscheibe 27 angeordnet.
Die Kühlflüssigkeit kann dem Roh: 10 durch eine Leitung 9 zugeführt werden. Das mit dem F:ohr 13 verbundene Rohr 14 ist an eine Saugvorrichtung angeschlossen, so daß die Abschreckflüssigkeit durch den Ringraum zwischen den Rohren 10 und 13 nach dem Durchgang durch die Löscher 28 in der Wand des Rohres 13 abgezogen werden kann. Die im Rohr 10 nach unten strömende Flüssigkeit tritt am offenen Ende U aus und füllt den Schlauch 1. wie in Fig. 1 dargestellt. Die Füllung des Innern des Schlauchs 1 mit Kühlflüssigkeit über den Teil seiner Länge innerhalb des Abschreckbades wird ermöglicht, weil der Schlauch 1 nur über einen Teil seiner Breite geplättet wird. Die nicht geplätteten Teile ermöglichen es der Kühlflüssigkeit, in den nach oben steigenden Teil des Schlauchs 1 zu gelangen. Die konzentrischen Rohre 10 und 13 sind an der Oberseite der Spritzform 2 mit einem Stopfen 15 befestigt, der hermetisch gegen die Spritzform 2 abdichtet.
Die beiden Rohre werden mit Hilfe von Schrauber. 19 koaxial zum Schlauch 1 festgestellt. Ein Rohr 16 ist durch den Stopfen 15 geführt, der mit einem Entlüftungsloch 17 versehen ist. Durch das Rohr 16 kann ein Gas eingeblasen werden. Durch geeignete (nicht dargestellte) Ventile wird die durch das Entiüftung?.!och 17 austretende Gasmenge und damit der Drick im Gasraum 18 geregelt.
Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung eines abgeschreckten Polypropylenschlauchs mit der Vorrichtung:
Ein Schlauch aus Polypropylen wurde mit einer S.l-chm-Schneckenpre-sse. die mit einem Durchsatz von 18.14 bis 20,41 kg/Stunde arbeitete, durch eine Ringdüse von 50,8 mm Durchmesser gespritzt. Beim Austritt aus der Spri.zform hatte der Schlauch eine Temperatur von etwa 200°C. Der Schlauch wurde abgeschreckt, indem er durch die in Verbindung mit den Abbildungen beschriebene Vorrichtung unter folgenden Bedingungen geführt wurde:
Innere Abschreckflüssigkeit Wasser
Temperatur der inneren
Abschreckflüssigkeit 10?C
Durchflußmenge der inneren
b5 Abschreckflüssigkeit durch
und über die Kalibrierrcheiben 11.36 1
Äußere Abschreckflüssigkeit Wasser
Temperatur der äußeren
Abschreckflüssigkeii Durchflußmenge der äußeren Abschreckflüssigkeit durch den Zylinder
Durchmesser der Kalibrierscheiben Innendurchmesser des Zylinders
Umfangsgeschwindigkeit der Quetschwalzen Wandstärke des abgeschreckten Schlauchs
IO'C
9.09-IJ.Ö4 I/Minutc
44,45 mm
63,5 mm
4,88 mm/Minute
0,46 — 0,51 mm
Mierzu 2 Blatt Zeichnungen
15
Der Stand der Abschreckflüssigkeit im Schlauch wurde so gehalten, dr.ß der obere Umfangsbereich der oberen Ablenkscheibe als Wehr wirkte, über das die Abschreckflüssigkeit lief, bevor sie abgesaugt wurde.
Der auf diese Weise hergestellte abgeschreckte Schlauch wurde dann nach einem üblichen Blasverfahren in eine ausgeglichene, biaxial orientierte Polyprony- ?n lenfolie umgewandelt. Die so hergestellte Folie war in bezug auf Oberflächenglanz und Klarheit einer Folie weit überlegen, die aus einem nur an einer Seite abgeschreckten Schlauch hergestellt worden war. Außerdem ergab sich durch die als Folge der Abschreckung von innen und außen erzielte verbesserte Gleichmäßigkeit des Polypropylens des abgeschreckten Schlauchs eine viel stabilere Blase während des Blasprozesses und damit eine Folie von gleichmäßigerer Dicke.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Vorrichtung zum Kühlen eines stranggepreßten Schlauches bei dessen Herstellung aus thermoplastischem Kunststoff, wobei der Schlauch kontinuierlich von der Düse einer Strangpresse unter Innenkühlung senkrecht nach unten über ein in einem Kühlbad angeordnetes, aus zwei oder mehreren, senkrecht zur Schlauchachse und koaxial zueinander angeordneten Kalibrierscheiben bestehendes Kalibrierwerkzeug und anschließend durch zwei Abquetschwalzen geführt und das Schlauchinnere mit einer im Gegenstrom geführten Flüssigkeit, die bis zu einer bestimmten Höhe durch Absaugen mit einer Saugvorrichtung gehalten ist, abgeschreckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung des Schlauchinneren im Bereich des Kalibrierwerkzeuges jede Kalibrierscheibe (22, 24, 26) möglichst nahe am Rand mit Löchern (28) zum Durchtritt der Kühlflüssigkeit versehen ist und jeweils an einer Seite oder beiden Seiten jeder Kalibrierscheibe (22,24, 26) Ablenkscheiben (21, 23, 25, 27) angeordnet sind, sowie die Flüssigkeitsableitungen (29) oberhalb der Kalibrierscheiben (22, 24, 26) bzw. Ablenkscheiben (21,23,25,27) erfolgt.
DE2136168A 1970-07-21 1971-07-20 Verfahren zum Kühlen eines stranggepreßten Schlauches bei dessen Herstellung aus thermoplastischem Kunststoff Expired DE2136168C2 (de)

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