DE2305877A1 - Einrichtung zur kontinuierlichen formung der ausflussoeffnung eines extruderkopfes - Google Patents
Einrichtung zur kontinuierlichen formung der ausflussoeffnung eines extruderkopfesInfo
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Description
5. Februar 1973 (11 019)
Patentanwalt
F5*erisn»he1, AmalKHJSt.28
Postfach 4026
EINRICHTUNG ZUR KONTINUIERLICHEN FORMUNG DER AUSFLUSS-ÖFFNUNG'
EINES EXTRUDERKOPFES
OSSZlGOS GD^IPARI
Budapest VIII., Kerepesi ut 17 - Ungarn -
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen Änderung der Ausflussöffnung eines Extruderkopfes.
-
Gemäss dem heutigen Stand der Technik wird die Formung der extrudierten Profilkörper mittels eines an den
Extruderkopf sich anschliessenden Formstückes, wie Zugscheibe, Zughülse oder Zugleiste vorgenommen.
Im Fall der Ausbildung des Profils des extrudierten Produkts mittels einer fixförmigen Profilscheibe
bekannter Ausbildung kann das Strangpressen eines Produkts
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mit unterschiedlichem Profil nur durch das Auswechseln des
Formstückes gelöst werden. Dieses Verfahren ist jedoch zeit* raubend und ist auch mit dem Entstehen von Abfall verbunden.
.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass das extrudierte
Produkt nach Verlassen des Formstückes in Abhängigkeit des auszubildenden Profils, weiters abhängig von
der Zusammensetzung und von den plastischen, plastisch-
-elastisehen Eigenschaften des angewedeten Stoffes oder
Mischung seine Massen verändert, d.h. einer Schwellung unterworfen ist. Insbesondere ist diese Schwellung im Fall
von plastisch-elastischen Stoffen bzw. Mischungen wesentlich. Diese zusätzliche Schwellung soll bereits bei der
Konstruktion der Formstücke berücksichtigt werden 9 dass
somit die Dimensionen des extrudierten Produkts dem gewünschten Querschnitt entsprechen.
In allgemeiner Verwendung besteht keine Möglichkeit
dazu, dass im Laufe der Herstellung der Profilstücken,
falls die Qualität der Mischung sich änderts im Einklang
damit die Ausflussöffnung eingestellt wird, d.h. abhängig von dem Profilquerschnitt in verschiedenen Massen diese
Öffnung verengt bzw. vergrössert wird, somit wird das "auf
die Längseinheit gerechnete Gewicht der Produkte bloss
durch deren Längsdehnung geregelt werden.
Als ein weiterer Machteil der bekannten Einrich-,
tungen ist es zu erwähnen, dass die Qualität der Endprodukte infolge der Schwankung des.Querschnittes des extrudierten
Produkts, insbesondere bei Produkten, wo-strenge Toleranzen
vorgeschrieben sind, stark berücksichtigt wird.
Bei der Herstellung von Kunststoff-Kabelmänteln ist bereits ein Formwerkzeug bekannt geworden, wo ein Dorn
angewendet ist, dessen in die Ausflussöffnung der Zugscheibe hineinragendes Endstück kegelförmig ist, wobei die Lage
des Domes in axialer Richtung einstellbar ist. Diese Einrichtung hat jedoch den Nachteil, dass das Anwandungsge-
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biet nur sehr beschränkt ist, namentlich dient diese Einrichtung
hauptsächlich nur zur Änderung der Wanddicke von extrudierten Rohren.
Die britische Patentschrift Nr. 1 220 507 beschreibt ein Formwerkzeug, das durch Spritzmaschine zur
Herstellung von Platten bzw. Folien geeignet ist. Dieses Werkzeug enthält einen zweiteiligen Spannkopf, in dem die
durch die zylindrischen Zugwerkzeuge begrenzte Ausflussöffnung manuell, ausschliesslich im vollen Querschnitt
mittels Schraube einstellbar ist. Diese Einrichtung ist also zur Ausbildung von veränderbaren Profilformen nicht geeignet,
da diese nur zur Regelung der kompletten Dicke bestimmt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kopfstück-Ausbildung mit kontinuierlicher veränderlicher
Ausflussöffnung zu schaffen, wodurch die aus dem Stand der
Technik im Laufe der Ausbildung von endlosen extrudierten Profilstöcken aus plastischen oder plastisch-elastischen
Materialien mit bestimmtem Querschnitt sich ergebenden Nachteile beseitigt werden und die gegebenenfalls automatisch
gesteuert werden kann.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass' . die bisher angewendeten starren Wände der vor der Zugöffnung
liegenden Kammer durch eine mit elastischen, verformbaren Wänden gegrenzte Kammer und Ausflussöffnung ersetzt
wird.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass der Unter- und Oberteil, d.h. mindestens ein Teil der Ausfluss-
-öffnung des Extruderkopfes und der vor der öffnung liegenden
Kammer durch mittels des im Kopf entstehenden Drucks geformtes StahlbleichCe) gebildet ist Csind), das (die)
durch Stützen, deren Lage kontinuierlich veränderbar sind, begrenzt ist (sind).
Das zur Formung der Ausflussöffnung dienende
vorerwähnte Stahlblech, bzw. Stahlblechbund soll fixiert
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werden. Dies erfolgt vorteilhafter Weise z.B. durch die
Ausbildung einer Arretiernut in dem Unterteil des Spannkopfes
und durch die Anordnung eines Press-Formstückes zwischen dem untersten Stahlblech und dem darüber liegenden
Blech, oder durch Befestigung der auf die Richtung des Spritzmaschine senkrecht liegenden Kante des Blechbundes.
Die öffnung kann derart geregelt werden, dass im äusseren
Teil des Kopfes durch Stütze veränderliche Klemmorgane für die Platten angeordnet sind.
In einer anderen möglichen Ausführungsform sind
an dem an der Öffnungsseite liegenden Teil des Stahlbleches oder Stahlblechbundes durch Druckarme von Kolben hydraulischer Einheiten gesteuerte Organe, z.B. Druckstangen
anstelle der vorerwähnten Pressorgane angeordnet.
Nach einer weiteren möglichen Ausführungsform besteht die angewendete Stütze nicht aus Segmenten, sondern
ist aus einem Stück ausgebildet.
Die zur Formänderung zwecks Regelung der öffnung des Stahlbleches oder,Stahlblechbundes angewendeten
Stützen können nach beliebiger, an für sich bekannter Lösung gesteuert werden.
Die beispielsweisen Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 veranschaulicht eine prinzipielle Skizze
der Einrichtung zur Verwirklichung einer kontinuierlich veränderlichen Ausflussöffnung gemäss der Erfindung»
Fig., 2 ist eine Teilansicht, einer möglichen Variante
zum Befestigen des Stahlblechbundes,
Fig. 3 ist ein Schnitt einer Ausführungsform der erfxndungsgemässen Einrichtung,
Fig. <+ ist eine schematische Darstellung derselben
Ausführung mit Veranschaulichung der Bestandteile, die zum Formen des die öffnung regelnden Stahlblechbundes oder
Stahlbleches dienen.
Fig. 5 zeigt im Schnitt die hydraulische Variante
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der Öffnungsregelung,
Fig. 6 zeigt die Ausführung nach Fig. 5 ■:ilweise
in Ansicht und teilweise im Schnitt.
Fig. 7 ist eine schematische Skizze eines Prozesschemas bei automatisch gesteuerter Maschiner.einheit.
Fig. 8 stellt ebenfalls ein Prozesschema dar, an wiehern die Lösung mit Rücksteuerung veranschaulicht ist.
Fig. 1 stellt schematisch die erfindungsgemässe Einrichtung dar. Der Figur ist zu entnehmen, dass der veränderbare
Teil der Ausflussöffnung la durch das eingebaute Stahlblechbund 1 gebildet ist. Dieses Stahlblechbund ist
dem Rand entlang mit den Unterteil 3 bzw. Oberteil H des Kopfes mittels Befestigung durch Schrauben gemäss der Figur
begrenzt. Dieses Fassen ermöglicht eine Bewegung in der Richtung A-A' des Stahlblechbundes 1, welche Bewegung im Laufe
der Ausbildung der zu dem F Extrudat nach vorgeschriebenem Profil gehörenden Ausflussöffnung la erfolgt. Das
Stahlblechbund 1 ist durch die Stützen, deren Lage veränderbar ist, einbegrenzt.
In Richtung der Strömung ist es erforderlich das Stahlblechbund 1, um die auf das unterste Stahlblech 1'
wirkenden, sich aus der Reibung der zu extrudierenden Mi,-schung
ergebenden und das Stahlblech verschiebenden Kräfte in Gleichgewicht zu halten, zu befestigen, zweckmässiger
Weise entlang der inneren, auf die Richtung des Trangpressens senkrecht liegenden Kante. Die Befestigung kann z.B.
nach der in Figur 2 dargestellten Weise verwirklicht werden, wobei das unterste Stahlblech 1' in die im Unterteil 3
des Kopfes ausgebildete Befestigungsnut 3" eingepresst wird derart, dass zwischen dem untersten 1* und dem draufliegenden
Stahlblech 1" mit der Ausbildung der vorerwähnten Nut übereinstimmende Profilstücke 6 eingelegt werden.
Laut Fig. 4 ist das Profil der Ausflussöffnung
la durch den hohen Druck des ausströmenden Extrudats F ausgebildet
dadurch, dass das Stahlblechbund 1 an die darüber liegenden, das Ausflussprofil folgenden Stütz-Profilstücke
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bzw. Stellschrauben 8 gepresst ist-.
An Figur 3 ist eine"Ausführungsform der erfindungsgemässen
Einrichtung schematisch dargestellt. Nach dieser Figur erfolgt die Befestigung des Kopfes an dem
Extrudergehäuse 10 nach der Einlegung in die schwalbenschwanzförmig
ausgebildete Nuts mittels Fikierschrauben
Das Extrudat presst, den Kanal 11 durchströmend, infolge
des auftretenden Druckes das Stahlblechbund, 1 an die Profilstücke 7, wodurch die das Profil der Profilstücke folgende Ausflussöffnung la mit gewünschtem Querschnitt ausgebildet wird. Die Profilstücke 7 können unabhängig vonein-».
ander gehoben oder gesenkt werden. Es ist.-ebenfalls an
Figur 3 ersichtlich» dass der Unterteil 3 des Kopfes vor
dem Strangpressen über die Leitung 12. mit Heizung, z.B.
Dampfheizung versehen werden kann? bzw.. kann die entsprechende
Temperatur des Kopfes während des Strangpressens übet
diese Leitung durch Kühlung, z»B. Wasserkühlung gesichert
werden. Gegebenenfalls kann die Heizung bzw. Kühlung selbstverständlich auch in anderer Weise verwirklicht werden.
In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen
Einrichtung, die an den Figuren 5 .und.6 gezeigt
ist, wird ein pneuhydraulisches automatisches Regelungssystem angewendet. Die Befestigung des Kopfes am Extrudergehäuse
10 erfolgt in der im Zusammenhang mit der vorangehenden Ausführungsform beschriebenen Weise. Das Extrudat
strömt über den Strömungskanal 11 und drückt dabei das Stahlb'lechbund 1 an die Druckstangen IU. Die Druckstangen
sind über die Druckarme 15 mit den durch Arbeitsflüssigkeit
betätigten Kolben 16 der hydraulischen Einheiten 17 verbunden. Das Verengen bzw* Vergrössern des
Profils der Ausflussöffnung la wird mittels der hydraulisch betätigten Druckstangen 14 erzielt. Die Druckstan-gen
14 können von dem Anwendungsgebiet abhängig in verschiedenem
Abstand voneinander angeordnet werden. So ^ kann z.B. in der Gjmmiindustrie das Strangpressen der
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Lauffläche von Pneus mit vonelender in Abstand von
10-25 ram angeordneten Druckstangen, und bei feineren Profilformen'
mit in kleinerem Abstand angeordneten, auf Kanten gestellten Druckplatten gesichert werden.
Nach Figur 7 wird die hydraulische Betätigung der Druckstangen IU durch unmittelbar hinter dem Extruder
18 angeordnete Fühler 20 geregelt. Beim Strangpressen von Lauffläche werden die durch die Fühler 20 erteilten
Signale der Gestaltung des Laufflächen-Gewichtes entsprechend laufend modifiziert, nachdem die durch
die das Einheitsgewicht der Lauffläche messende Waage erteilten
Ausgangssignale in Anschluss-Signale umgewandelt wurden. Mit Hilfe der durch die Fühler erteilten Signale
wird das Profil der Ausflussöffnung geregelt.
Nach dem pneuhydraulischen System gemäss Figur - wie es an dem Arbeitsschema veranschaulicht ist - werden die Aenderungen der Massabweicungen /Fehlsignale/
von der Profilschablone 25 des Extrudats F mittels die Änderung in dem Staudruck ausnützenden düsenförmigen
Verstärkers 23 und 24 in pneumatische Befehlssignale umgeformt.
Diese Signale werden über das Hebelsystem 28 durch die Doppelmembrane 26, 27 in die hydraulische Einheit
29 befördert, wo die hydraulische Kopierwalze 30 proportional zu dem momentanen Wert des Fehlsignals in
Bewegung gesetzt wird. Die hydraulische Kopierwalze regelt das Fehlsignal fortlaufend in Eingriffs-Signal
umformend - z.B. mit Hilfe der an Figur 5 gezeigten, hydraulisch betätigten Druckstangen 14 - das Profil der
Ausflussöffnung la.
Der gleichmässige Druck der das Abtasten verwirklichenden
Luft wird durch die Speiseeinheit 31, sowie Luftbehälter 32 gesichert, die die Drosseln 33, 34 durchströmend
in die Doppelmembrane 26, 27 gelangt. Der ölbehälter 35, die Speisepumpe 36, der Druckschalter 37,
der Pufferbehälter 38 und das Druckregelungsventil 39
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sind in die hydraulische Einheit eingebaut.
Die von' der Waage 22 mittelbar erhaltenen Eingriffs
-SignaIe heben oder senken durch Zwischenschaltung der hydraulischen Kopierwalze 40 proportional die Pro-.filschablone
25, wobei die Ausflussöffming sich in voller
Breite erweitert oder verengt, d.h. verstärkt bzw. verjüngt sich das Extrudat in kleinerem Grad dem vollen
Querschnitt entlang.
Wie darauf bereits früher hingewiesen wurde, kann die Steuerung der Einrichtung in zahlreicher, anderer
Weise erfolgen, die beschriebenen Ausführungsformen dienen also nur zur besseren Erläuterung, ohne, dass dadurch
die Erfindung auf die beschriebenen Ausführungsformmen beschränkt wäre. - _ ·
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemässen
Einrichtung besteht an der kontinuierlichen, gegebenenfalls automatisierbaren Inbetriebhaltung und Rücksteuerung,
mit deren Hilfe die Stehzeiten beim Auswechseln von verschiedenen Prof ils tüc]-Vrt, und das Entstehen von Abfällen
beseitigt werden können und so wird die Herstellung wirtschaftlicher und schneller.
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Claims (8)
- PATENTANSPRÜCHEEinrichtung zur Formung der Ausflussöffnung eines Extruderkopfes, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Ausflussöffnung (la) und des Oberteils und Unterteils der vor der öffnung liegenden Kaunmer durch ein mittels der Kraft des am Extruderkopf ausgebildeten Druckes verformtes Stahlblech (1) CStahlbleche) gebildet ist, das (die) mit Stützen C2), dessen (deren) Lage kontinuierlich veränderbar ist, einbegrenzt ist (sind).
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g ekenn*zeichnet, dass zur Formung der Ausflussöffnung CIa) ein aus einem Stahlblechbund bestehendes Organ vorhanden ist, dessen auf die Richtung des Strangpressens senkrecht liegende innere Kante befestigt ist.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet, dass zur Formung der Ausflussöffnung (la) ein aus einem Stahlblechbund bestehendes Organ vorhanden ist, zu dessen Befestigung im Unterteil (3) des Kopfes eine Befestigungsnut(3") und zwischen dem untersten Blech (1*3 und dem darüber liegenden Blech Cl11J ein Druck ausübendes Profilstück ( 6) angeordnet sind.
- if. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterstütung des Stahlblechbundes (1) als Stütze (2^ ein gegebenenfalls durch Stellschrauben (3) geregeltes Profilstück C7) angeordnet ist.
- 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterstützung des Stahlblechbundes (1) mittels Druckarme (15) von Kolben C16) hydraulischer Einheiten (17) gesteuerte Druckübertragungsorgane, vorteilhafterweise Druckstangen ClH) angeordnet sind.
- 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 L is 3,309835/0876-9-■40dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, dass die Stütze (*2)in kontinuierlich veränderbarer Lage aus einem Element ausgebildet ist.
- 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 5, und 6, dadurch g ek e η η ζ e i c h n-e.t« dass ein hinter dem Extruder C18V angeordnetes, die Massabweichungen von der Profilform des Extrudats CF) abtauende Fehlsignale in Stellsignale bzw. Eingriffssignale umformendes, Die Umformung über die Druckstangen (IH) betätigendes automatisches Regelorgan.vorhanden ist.
- 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein hinter dem Extruder ClS)Ilangeordnetes, aus die Änderung des Staudruckes ausnützenden Düsen £20), die durch die Düsen erteilten Fehlsignale in Stellsignale umformenden Doppelmembranen f "*B, 27} und die STeIlsignale in Eingriffssignale umwandeln u Kopierwaisen (30) entstehendes automatisches Regelorgan vorhanden ist, wodurch die Formung des Stahlblechbundes (D vorteilhafterweise über die hydraulisch bewegten Druckstangen -(If) erfolgt.10 309835/08 7 6
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