DE2311815B2 - Vorrichtung zum Kalibrieren von stranggepreßten Profilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren von stranggepreßten Profilen, insbesondere Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen, unter Einfluß mindestens eines Strömungsrnediums während des Kalibrierens.

Strangpreßvorrichtungen sind bekannt. So kennt man beispielsweise Spritzmundstücke mit Querschnitten gleichen Formprofils, die sich aus strömungstechnischen Gründen und zwecks Dimensionierung des auszupressenden Stranges in der Stärke der Durchtrittsöffnungen unterscheiden (US-PS 25 60 022).

Außerdem ist eine Vorrichtung zum Strangpressen

von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff mit einer Kalibriervorrichtung — z. B. ein Kalibrierrohr — bekannt, wobei mit Unterdruck gearbeitet wird, indem der Kunststoffhohlkörper an die Wandung eines Kalibrierrohres gesaugt wird (DE-PS 10 16 009).

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, daß beim

iü Herstellen mehrkammeriger Hohlprofile nur der äußere Umfang gekühlt und kalibriert wird. Zum Beispiel bleiben die inneren Stege unkalibriert und kühlen sehr viel langsamer ab; sie verformen sich — wegen der Ungleichmäßigkeit der Abkühlung — im Verlauf des weiteren Arbeitsganges, so daß sich die gesamte Profilform sogar nach dem Kalibrieren noch verziehen kann. Das Einhalten der Außenmaße ist schwierig. Das Einhalten der Innenmaße praktisch unmöglich. Durch das Anpressen des Profilstranges mittels Vakuum bzw. Überdruck an die Kalibrierwandung ergeben sich weitere Nachteile, weil damit erhöhte Reibungswiderstände entstehen. Gegebenenfalls entsteht ein Stau bzw. sind starke Abzugskräfte erforderlich, so daß sich unkontrollierbare Längsspannungen ergeben.

In der Zeitschrift »Kunststoffe«, 45. Jahrgang, 1955, Heft 10, S. 486 — 490 sind Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art beschrieben, und zwar wird der Hohlstrang in an sich bekannter Weise hergestellt und dadurch kalibriert, daß man in ein tubenförmiges Gehäuse innen

JO sogenannte Stützluft einführt, wodurch der Strang an die Außenwand gepreßt und weitergeführt wird. Während dieser Kalibrierung erfolgt eine Kühlung durch einen außen herumgelegten Wassermantel. Diese Ausführungsform hat den Nachteil, daß zu große Reibungskräfte auftreten, insbesondere die Außenfläche des herzustellenden Körpers rauh wird und schließlich nur im Querschnitt runde oder i. w. runde Hohlprofile herstellbar sind, weil bei z. B. Profilen mit Rippen u. dgl. die Reibung zu hoch ansteigen würde.

Ähnlich zu beurteilen ist eine Vorrichtung nach der US-PS 25 79 815; hier dient die eingeführte Luft nur als »Schmiermittel«, so daß sich die Nachteile gleicher Art ergeben wie vorstehend erläutert.

Als noch weiter von der Erfindung entfernt liegender Stand der Technik sei auf die GB-PS 10 09 654 verwiesen. Hier wird der Strang nach dem Austritt aus der Düse während der Kühlung mit Ultraschall behandelt, während bei der Ausführungsform nach der DE-PS 9 32 866 die Kalibrierdüse unmittelbar in das Kühlwasser reicht, d. h. nach dem letzten Verformungsschritt wird das Enderzeugnis unmittelbar in ein Wasserbad eingeführt.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik soll die Aufgabe gelöst werden, gut kalibrierte

•)5 Profile bzw. Hohlkörper zu schaffen, die sowohl in Längsrichtung als auch über die gesamte Querschnittsfläche möglichst spannungsfrei sind.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Vorrichtung als Luftkissenkalibrator

bO ausgebildet ist, der mindestens ein Außenteil und mindestens ein Innenteil aufweist, und daß die Kalibrierstrecke im Zwischenraum zwischen dem Innen- und dem Außenteil vorgesehen ist.

Der Begriff »Luftkissenkalibrator« wird gewählt, weil

h^r> vorzugsweise Luft als Medium in Frage kommt und das Kalibrieren des Stranges auf einem Luftkissen erfolgt, das vorzugsweise von beiden Seiten auf den Strang einwirkt, so daß der Strang auf dem Luftkissen

»schwimmt«. Das Wesen der Erfindung ist also darin zu sehen, daß der Druck auf den Strang so gesteuert wird, daß der Strang »schwimmt«, d. h. die Wand der Kalibriervorrichtung (Luftkissenkalibrator) nicht oder nur unbedeutend berührt wird.

Bei der Ausführung der Erfindung sind alle an sich bekannten Medien denkbar, beispielsweise gasförmige, flüssige sowie pulverförmige (granulierte) Medien bzw. Gemische daraus, z. B. zwei unterschiedliche Medien wie Luft und Wasser, wobei aus einer Richtung beispielsweiü auch mindestens zwei unterschiedliche Medien eingeblasen werden können oder von jeder Seite.

Es sei erwähnt, daü man jede Art Profilstränge, insbesondere auch Mehrkammerprofilstränge einwandfrei mit der Vorrichtung herstellen kann.

Es ergeben sich die Vorteile, daß der Profilstrang noch innerhalb der allseitigen Parallelführung ausgekühlt wird und erst dann austritt, wenn er weitgehend erstarrt ist. Damit entfällt jede Art Spannung und eine Beeinflussung der inneren Stege.

Erfindungswesentlich ist als weiter, daß von zwei Seiten Druckluft als Medium auf das durchlaufende Profil bzw. den durchlaufenden Strang einwirkt. Das Medium kann senkrecht oder in einem spitzen Winkel zum durchlaufenden Strangmaterial ausgerichtet sein, also nicht nur im Gleichstrom, sondern auch im Gegenstromverfahren zugeführt werden. Der Druck des Mediums kann im Verlauf des Kalibrierens Schwankungen ausgesetzt sein. Beispielsweise kann man Druckschwankungen so steuern, daß der Strang Lis zum Vibrieren gebracht wird. Man kann aber auch den Druck gleichmäßig zuführen, und zwar beispielsweise beim Eintritt in die Kalibrierzone stärker wählen, im Mittelbereich schwächer und im Endbereich wieder stärker oder in einer sonst beliebigen, geeigneten Art, d. h. der Druck kann im Mittelbereich auch am stärksten sein usw. Der Druck, der auf den Strang wirkt, kann von einer Seite, z. B. von der Innenseite, größer als von der anderen Seite gewählt werden. Das Medium kann vor der Verwendung als Druckmedium bei der Vorrichtung nach der Erfindung erhitzt oder auch abgekühlt werden bzw. Zimmertemperatur aufweisen.

Das Kalibrieren erfolgt meist vor dem an sich bekannten Abkühlen, z. B. in einem Wasserbehälter, doch ist dies nicht zwingend.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Luftkissenkalibratoren angeordnet so daß verschiedene Kalibrierstufen unmittelbar nacheinander bzw. im Abstand zueinander gebildet werden. Jede dieser Kalibrierstufen kann anders gestaltet sein hinsichtlich Temperatur des Mediums, des Druckes des Mediums bzw. der Wahl des Mediums. Man kann beispielsweise unmittelbar nach der Strangpreßdüse eine Kalibrierstrecke der erfindungsgemäßen Art wählen, den Strang dann durch ein bekanntes Kühlmedium (z. B. Wasserbottich) führen und nachfolgend nochmals kalibrieren.

Andere Weiterbildungen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich. bo

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 im Schnitt eine Strangpreßdüse mit nachfolgender Vorkalibriereinrichtung und dem Luftkissenkali- <v> brator (rechter Teil),

F i g. 2 in Vergrößerung dargestellt, ein Teil des Luftkissenkalibrators, und zwar im Bereich eines Teilstranges,

Fig.3 einen Querschnitt durch einen Luftkissenkalibrator anderer Ausführungsform und

Fig.4 einen Längsschnitt entsprechend der Linie A-A in F i g. 3.

In F i g. 1 ist auf der linken Seite eine an sich bekannte Strangpreßdüse 1 dargestellt. Daran schließt die Stegscheibe 2 mit den Düsenscheiben 11 an. Durch eine Isolierschicht 9 getrennt, folgt nun der Luftkissenkalibrator 7 und daran anschließend — im Abstand vorgesehen — ein Kühlbecken 8.

Nach dem Verlassen der Strangpreßdüse 1 gelangt der Strang zunächst über den Kernhalter mit Stegscheibe 2 zu den Düsenscheiben 11 und erfährt hier seine Vorkalibrierung. Ein mit einer Isolierschicht 4 versehener Luftkanal 3 ist in der Stegscheibe 2 ve rgesehen und durch den Dorn 12 zu einer Luftkammer 18 geführt, die im Innenteil 13 des Luftkissenkalibrators 7 vorgesehen ist. Dieser Luftkanal 3 ist mit bekannten Mitteln (Verschraubung od. dgl.) befestigt.

Der vorgeformte Strang 5 gelangt in den Zwischenraum 14, den man auch als Strangdurchtrittsraum bzw. Kalibrierstrecke bezeichnen kann. Diese Kalibrierstrekke ist im Luftkissenkalibrator 7 vorgesehen und ergibt sich durch die hier zylindrische Außenwand 19 des Innenteils 13 und die zylindrische Innenwand 20 des Außenteils 17. Die Außenwand 19 und die Innenwand 20 haben einen entsprechenden Abstand zueinander, und zwar kann dieser — je nach dem, was man erreichen will — der Wandstärke 21 entsprechen oder etwas größer bzw. kleiner sein. Im gezeigten Beispiel ist der Innenteil 13 gegenüber dem Dorn 12 etwas abgesetzt; dies gilt sinngemäß für die Innenwand 20 bezogen auf die Vorkalibrierung gemäß der rechten Düsenscheibe 11. Dadurch ist der Zwischenraum 14 größer als die Wandstärke 21 ausmacht und der kalibrierte Strang 10 »schwimmt« auf der in Richtung zum Kühlbecken strömenden Luft (siehe Pfeil).

Im gezeigten Beispiel gelangt die Luft durch den Luftkanal 3 in die Luftkammer 18 und von dort aus durch Durchbrüche 15 in den Zwischenraum 14, und zwar innen geführt am Strang 10.

Diese Durchbrüche 15 können am Anfang der Kalibrierstrecke so angeordnet sein, daß zunächst größere Mengen des Mediums als nachfolgend hindurchtreten können bzw. umgekehrt. Wenn hier gesagt wird, daß die Durchbrüche entsprechend anzuordnen sind, dann kann dies hinsichtlich des Durchmessers der jeweiligen Durchbrüche sein und/oder aber der Anzahl, d. h. man kann eine Vielzahl von Durchbrüchen anbringen bei entsprechend kleinem Durchmesser bzw. eine geringere Anzahl Durchbrüche bei einem entsprechend großen Durchmesser. Dazwischen kann dies variieren. Diese Durchbrüche können auch düsenähnlich ausgebildet sein. Gegebenenfalls kann man auch einstellbare Durchbrüche (Düsen) anbringen. Beispielsweise kann man auch — bezogen auf den Umfang — eine Reihe Düsen in einem spitzen Winkel ausrichten und die benachbarte Reihe in einer gegenläufigen Winkellage, so daß die beiden Luftströme aufeinander treffen.

Auch die Formgebung der Durchbrüche 15 kann beliebig gewählt werden. Es kann sich um Bohrungen handeln, aber auch um Schlitze bzw. wechselnd Bohrungen und Schlitze. Durch die Luftbohrung 6 gelangt ein anderer Luftstrom in die ringförmige Luftkammer 16 des Außenteils 17 und von hier wiederum durch Durchbrüche 15 in den Zwischenraum

14 und beaufschlagt nun die Außenwandung des kalibrierten Strangs 10. Im gezeigten Beispiel gelangt der kalibrierte und bereits vorgekühlte Strang 10 nun in ein Kühlbecken 8.

Fig. 2 zeigt entsprechend dem Kreis 22 in Fig. 1 diesen Teil der Vorrichtung noch einmal in stark vergrößerter Darstellung. Der Zwischenraum 14 ist durch die beiden gebogenen Pfeile dargestellt, während der gerade Pfeil die Extrusionsrichtung kennzeichnet.

In F i g. 2 ist eine andere Möglichkeit der Luftführung noch angedeutet. Etwa dort, wo der schraffierte Raum 23 zu sehen ist, kann man eine Ringkammer vorsehen und durch diese Luft einblasen, und zwar im gleichen Sinne, wie in der Vorrichtung beschrieben. Diese Ringkammer kann man zusätzlich vorsehen, oder auch allein anbringen. Wesentlich ist jedenfalls, daß der Luftstrom zum Führen und Halten des Stranges ausreicht.

F i g. 3 und 4 zeigen eine ähnliche, aber etwas andere Ausführungsform für einen einwandigen Profilstrang.

Die Strangpreßdüse 1 ist mit dem Luftkissenkalibrator verbunden, der natürlich auch im Abstand zur Strangpreßdüse angeordnet sein kann.

ίο In dem gezeigten Querschnitt wird der Profilstrang von einem beiderseitigen »Luftkissen« geführt. Es ist auch möglich, das Medium nur einseitig zu führen und den Profilstrang mit der anderen Seite am Kalibratot anliegen zu lassen, doch ist dies nicht so günstig.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Kalibrieren von siranggepreßten Profilen, insbesondere Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen, unter Einfluß mindestens eines Strömungsmediums während des Kalibrierens, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Luftkissenkalibratcr (7) ausgebildet ist, der mindestens ein Außenteil (17) und mindestens ein Innenteil (13) aufweist und daß die Kalibrierstrecke im Zwischenraum (14) zwischen dem Innen- und dem Außenteil vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (14) zwischen dem Außen- und dem Innenteil jeweils gleich groß, größer oder kleiner als die Profilstärke unmittelbar vor dem Lufskissenkalibrator (7) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (14) sich in Strangpreßrichtung kontinuierlich verjüngt, gleich groß bleibt oder größer ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (14) sich in Strangpreßrichtung verändert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch Luftkammern (16, 18) im Innen- und Außenteil (13,17), denen Zuleitungen (3,6) und/oder Anschlüsse zugeordne¹ sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkammern (16,18) etwa über die Länge der Kalibrierstrecke reichen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außenwand (19) des Innenteils (13) und in der Innenwand (20) des Außenteils (17) Durchbrüche (15) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (15) hinsichtlich Durchmesser und/oder Anzahl am Anfang der Kalibrierstrecke so angeordnet sind, daß größere Mengen des Mediums als in der nachfolgenden Kalibrierstreoke hindurchtreten können, bzw. daß im Mittelbereich der Kalibrierstrecke die größte Menge des Mediums eintritt oder die zugeführte Menge des Mediums konstant ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Luftkissenkalibratorcn (7) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß den Luftkissenkalibratoren (7) Isolierschichten (9) vorgeschaltet sind.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Zwischenraumes (14) eine Verengung vorgesehen ist.