DE2435807A1 - Vorrichtung zum beeinflussen des druckes bzw. der fliessgeschwindigkeit von plastischen stoffen in einem schnekkenextruder - Google Patents

Vorrichtung zum beeinflussen des druckes bzw. der fliessgeschwindigkeit von plastischen stoffen in einem schnekkenextruder

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Description

  • Vorrichtung zum Beeinflussen des Druckes bzw. der Flißgeschwindigkeit von plastichen Stoffen in einem Schneckenextruder Der Gergenstand der Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bedinflussen des Druckes bzw. der Flißgeschwindigkeit von plastichen, insbesondere Zähplastischen Stoffen in einem Schnekkenextruder im Bereich des Fließkanals zwischen Plastifizierwerk zeug und Formgebungswerkzeug bzw. innerhalb des Formgebungswerkzuges.
  • Ein bekanntes Verarbeitungsverfahren für thermoplastische Kunststoffe ist das Extrudieren in einer Extruder, bei dem Plastifizierwerkzeug und Formgebungswerkzeug in einer Maschine zusammengefaßt sind. Hierbei wird in dem Plastifizierwerkzeug der Kunststoffrohstoff vollständig aufgeschmolzen, komprimiert und unter Druck durch das sich anschließende Formgebungswerkzeug ausgedrückt. Um diesen Druck in dem Extruder zu beeinflussen, ist es bekannt in den Fließweg zwischen Plastifizierwerkzeug und Formgebungswerkzeug feststehende Staueirichtungen in Gestalt von Lochplatten oder Sieben einzubauen. Diese bekannten Staueinrichtungen naben den Nachteil, daß zwar ein bestimmter Widerstand im Fließkanal erreicht wird, eine Änderung dieses Widerstandes aber nur durch den Austausch der Regulierelemente erreicht werden kann.
  • Zur Regulierung des Flusses innerhalb des Formwerkzeuges ist es beispielsweise bei Breitschlitzwei-i:zeugen bekannt, mittels des sogenannten Staubalkens sowohl den Riickdruck als auch den Druck über die Breite des Werkzeuges und damit den Fluß zu beeinflussen. Hierbei ist jedoch zu beachten, daß es sich beim Breit schlitzwerkzeug grundsätzlich um ein Werkzeug mit einem konstanten Querschnitt über dle gesamte Breite handelt und der Staubalken stets den gesamten Querschnitt verändert. Darüber hinaus ist es bei ungleichmäßigen Flußquerschnitten in Formgebungswerkzeugen bekannt, durch Ausarbeiten der Fließwege bzw. Einbauen von Verdrängerkörpen in den Fließweg des Formgebungswerkzeuges den Fluß zu beeinflussen. Diesen bekannten Maßnahmen haftet jdoch der Nachteil an, daß sie nicht regulierbar sind, d.h. daß während des Extrlisionsproze ?SCs keine Veränderung der Fließquerschnitte vorgenommen werden kann. Da Jedoch die Verarbeitungsbedingungen für die verschiedenen Kunststoffrohstoffc von deren speziellen Eigenschaften in hohem Maße abhängig sind und diesen angepaßt werden müssen, beispielsweise ihrer Viskosität, der Abhängikeit der Viskosität von Temperatur und Druck, der Wärmeempfindlichkeit, dem Schüttvolumen, ergibt sich während des Extruzionsprozesses bereits bei geringen Temperatur- oder Ansatzschwankungen bzw. Durchsatzmengenänderungen eine Veränderung des Druckes in dem Extruder und damit eine Veränderung de.? Aus stoßes durch das Formgebungswerkzeug.
  • Es hat sieh nuln gezeigt, daß Schwierigkeiten insbesondere behr Extrudieren von zähviskosen Stoffen auftreten, da bereits geringe Schwankungen in der Temperatur bzw. in der Durchsatzmenge zu Veränderungen der Plielßverhältnisse innerhalb des Extruders bzw. des Formgebungswerkzeuges führen, die einen ungle ichmäß 3..gen Ausstoß des Extrudates bewirken. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zusehen, eine Vorrichtung zum Beeinflussen des Druckes bzw. der Fließgeschwindigkeit von plastischen Stoffen in einem Schneckenextruder zu schaffen, die auch während der laufenden Extrusion, d.h. während des Extrusionsprozesses bei sich ändernden Extrusionsbedlngungen wirksam erden kann d.h. eine kontinuierliche Beeinflussung des Druckes bzw. der Fließgeschwindigkeit ermöglicht.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Veränderung des Fließwiderg standes ist gekennzeichnet durch die Ausbildung als Lamelle.
  • Erfindungsgemäß sind in den Fließweg eine oder mehrere von außerhalb des Fließweges verstellbare und einen Teilquerschnitt des Fließweges beeinflussende Steuerlamellen angeordnet. Der Guerschnitt der Steuerlamelle in Fließrichtung ist dabei beispielsweise linsenförmig bzw. stegartig mit zugespitzen Enden ausgebildet. Mit der erfindungsgemäß in den Fließquerschnitt eingebauten Steuerlamelle ist es möglich, während des Extrudierens beispielsweise durch Drehen der Lamelle den Fluß zu lenken. Ausgehend von eimer Anordnung der Steuerlamelle parallel zur Fließrichtung kann durch Schrägstellen der Steuerlamelle die Flia3geschwindigkeit verringert werden. Diese Verringerung der Flief3g'eschwindigkeit, die auch als Brenisregulierung bezeichnet werden kann, ist jedoch nur bis zu einer gewissen Sehrägstellung der Lamelle zur Flußrichtung wirksam, d.h. nur so lange, wie das Material an der Steuerlamelle gleitet, also die Scherfestigkeä t des Materials größer ist als die gleitende Reibungskraft auf der Lamelle. Dieser maximale Schrägstellwinkel richtet sich nach den Eigenschaften des Materials, insbesondere der Viskosität, und liegt bei Hart PVC bei etwa 100. Wird dieser Winkel der Schrägstellung der Lamelle zur Flußrichtung überschritten, so tritt eine Abscherung auf, d.h. das Material bleibt auf der Lamelle stehen. Bei Hart- PVC wäre die Folge Verbrennungen, da die Lamelle in diesem Fall wie ein fester Einbau mit Totraum wirken würde.
  • Der Regulierbereich der Fließgeschwindigkeit der plastischen Massen irit Hilfe der erfindungsgemäßen Steuerlamelle richtet sich einerseits nach den zu regulierenden Fließquerschnitten und andererseits unter anderem nach den Materialeigenschaften. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, durch Einsetzen einer einzigen Steuerlamelle eine Verringerung der Fließgeschwindigkeit in bestimmten Bereichen um ca 25 und mehr zu erreichen, ohne das eine Abscherung des Materials an der Steuerlamelle erfolgt.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Einbau einer Steuerlamelle in den Fließkanal zwischen Plastifizierwerkzeug und Formwerkzeug ist es also möglich, den Widerstand des Fließkanals kontinuierlich während des Extrusionsprozesses zu verändern, wodurch Druckschwankungen infolge Temperaturschwankungen bzw. Materialansatzschwankungen bzw. Durchsatzmengenschwankungen laufend ausgeglichen werden können.
  • Es ist jedoch mit der erfindungsgemäßen Vorr<rhtung nicht nur möglich, den Druck zwischen Plastifizierwerkzeug und Formgebungswerkzeug zu ändern, sondern auch die Fließunterschiede im Formgebungswerkzeug selbst zu regeln. Zur Erfüllung dieser Aufgabe wird die erfindungsgemäße Steuerlamelle in den Fließweg innerhalb des Werkzeuges an den entsprechenden Stellen eingebaut.
  • Hierdurch wird insbesondere möglich, Formgebungswerkzeuge, die keinen konstanten Extrudatquerschnitt über die gesamte Breite aufweisen, d.h. also Eormgebullgswerkzeuge für asymmetrische ProX file kontinuitlich in Bezug auf den Druck bzw. den Fluß zu regeln. Dieses ist insbesondere bei solchen Querschnitten von Extrudaten von Bedeutung, bei denen in bestimmten Querschnittsw bereichen Mate rialve rdickungen gegenüber anderen Bereichen vorliegen. Es ist bekannt, daß in,einem größeren Querschnitt das Material schneller fließt als in eiremengeren Querschnitt. Hier wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung die Möglichkeit gegeben, kontinuierlich während des Extrusionsprozesses die über den Querschnitt gesehen unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten in dem Formgebungswerkzeug bei erneut eintretenden Störungen kontinuierlich auszuregeln.
  • Die Größe und Anzahl der Seuerlamelen richtet sich nach dem zu beeinflussenden Fließquerschnitt einerseits in dem Fließkanal zwischen Plazifizierwerkzeug und Formgebungswerkzeug andererseits innerhalb des Formgebungswerkzeuges. Es ist möglich, beispielsweise in einem Fließkanal die Steuerlamelle so auszubilden, daß sie in der Höhe den gesamten Fließquerschnitt erfaßt, während es in anders gelagerten Fällen, beispielsweise innerhalb des Formwerkzeuges zweckmäßig sein könnte, die Steuerlamelle in ihrer Höhe nuieinen Teil des Fließquerschnittes ausfüllen zu lassen.
  • Für die Fälle, in denen der Regulierspielraum einer Steuerlamelle nicht ausreicht, können in Weiterbildung der Erfindung zwei oder mehr Steuerlamellen nebeneinander und oder hintereinander angeordnet werden Auf diese Weise ist möglich, über den gesamten Fließquerschnitt hinweg in bestimmten Bereichen unabhängig von anderen Bereichen kontinuierlich regulierend einzugreifen. Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Steuerlamelle werden in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt und erläutert. Es zeigen: Figur 1 das Arbeitsschema eines Extruders.
  • Figur 2 a, b, Q drei Schuitte in verschiedenen Ebenen durch einen Fließkanal mit eingebauter Steuerlamelle.
  • Figur 3 eine weitoxe Ausgestaltung der Steuerlamelle in Seitenansicht.
  • Figur 4 einen Querschnitt durch einen Fließkanal mit mehreren nebeneinander abgreordneten Steuerlamellen.
  • Figur f5 as b zwei zu einander senkrec?ite Schnitte durch einen Fließkanal mit mehreren neben und hintereinander angeordneten Steuerlamellen.
  • Figur 6 a a, b zwei Schnitte durch einen Fließkanal mit geteilten Steuerlamellen.
  • Figur 7 a b zwei Querschnitte durch einen Pileßkanal mit rundem Querschnitt mit Steuerlamelle.
  • Figur 8 ein extrudiertes Profil mit asymmetrischem ungleichstarkem Querschnitt.
  • Figur 9 a, b, c drei Ansichten eines Formgebungswerkzeuges im Auszug für das Profil nach Figur 8 mit eingebauter Steuerlamelle.
  • Figur 10 a, b zwei weitere Ansichten auf die eingebaute Steuerlamelle nach Figur 9 in Funktion.
  • In der Figur 1 ist das Arbeitsschema eines Schneckenextruders im Querschnitt schematisch dargestellt. Die Einfüllung des Rohstoffes 31 erfolg in den Trichter 30, der am Ende des die Schnekke 32 umgebenden Gehäuses 34 angebracht ist. Das Gehäuse bzw. Zylinder 34 ist außenseitig mit Kühlkanälen 33 bzw. Heizbändern 42 ausgestattet. Der eingefüllte Rohstoff 31 wird in der Zone I einbezogen und verdichtet, nachfolgend in der Zone II erwärmt und plastifiziert und in der anschließenden Zone III komprimiert und Ausgestoßen. Am Ende dieser durch die Schnecke 32 bestimmten Plastifizierungseinheit schließt sich das Formgebungswerkzeug 36 an.
  • Der tibergang zwischen dem Plastifizierwerkzeug 32 und dem Formwerkzeug 36 wird durch den Fließkanal gebildet. Zur Regulierung des Fließdruckes ist beispielsweise in den Fließkanal 1 eine Lochplatte 39 fest eingebaut. innerhalb des Formwerkzouges 36 kann die Fluß regulierung beispielsweise durch fest eingebaute Verdrängerlrörper gesteuert werden. Das Formwerkzeug 36 kann beispielsweise als Breitschlitzdüse, Rohrdüse, Lochdüse, Profildüse oder dergleichen ausgebildet sein.
  • Am Düsenmund 37 verläßt das Extrudat 38 den Schneckenextruder.
  • Der Bereich zwischen der Schneckenspitze 35 und dem Formgebungswerkzeug 36 wird als Fließkanal lil bezeiclinet, der außen von der Fließkanalwandung 1 bagrentz ist. Die Plastifizierinheit kann auch aus mehreren Schnecken bestehen.
  • Eine Möglichkeit zur Regelung des Druckes bzw. Flusses in dem Fließkanal zwischen Platifizierworkzeug und Formgebungswerkzeug bzw. innerhalb des Formgebungswerkzeuges ist durch Anwendung der erfindungsgemäßen Steuerlamelle nach Figur 2 gegeben. In der Figur 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer einfachsten Form im Prinzip in drei Ansichten dargestellt. Der den Fluß der plastischen Masse beherbergende Fließkanal 41 ist von der Gehäusewandung 1 begrenzt. In dem gezeigten Beispiel ist die Wan du 1 des Fließkanales aus einem StUck gearbeitet. Der Pfeil 19 gibt die Flußrichtung an. Die zur regelbaren Veränderung des Widerstandes im Fließkanal 41 vorgesehene Steuerlamelle 2 ist an beiden Enden mit einem zylindrischen Ansatz 3 ausgebildet, der den Fließkanal 41 gegenüber dem Gehäuse 1 abdichtet und vermeidet, da tote Stellen im Fluß entstehen. Gleichzeitig dienen die zylindrischen Ansätze D als Führung für die Steuerlamelle 2. Die Ansätze 3 sitzen in Bohrungen 11, 12 des Gehäuses passend und abdichtend. An dem einen Erde ist die Steuerlamelle 2 über den zylindrischen Ansatz 3 hinaus verlängert in Gestalt der Verstellwelle 4, die ein Verdrehen der Steuerlamelle 2, beispielsweise mittels des Vierkantes 6 ermöglicht. In der Aufsicht auf den Schnitt A-A der Figur 2b nach Figur 2c ist die Drehrichtung 5 der Steuerlamelle 2 eingezeichnet. Die Mutter 7 hat die Aufgabe, nach Festlegung der Stellung der Steuerlamelle 2 diese in ihrer jeweiligen Stellung zu halten. Der Querschnitt 20 der Steuerlaw melle 2 ist linsenförmig ausgebildet, so daß strömungstechnisch gesehen keine Totstellen entlang der Steuerlamelle entstehen können wo bi5piolsweis e ein thermisch empfindliches Material, wie z.. PVC, sich festsetzen und durch überhitzung zersetzen könnte. Der Querschnitt 20 der Steuerlamelle 2 ist so dünn gehalten, wie es statisch möglich ist, um durch den dünnen Querschnitt möglichst wenig Materialvolumen im Querschnitt des Fließkanal betrachtet wegzunehmen. Durch Verdrehen der Lenklamelle 2 in c'eifurch den Pfeil 5 angezeigte Drehrichtung, d.h. durch Schrägtellen der Lenklamelle in Bezug auf die Flußrichtung 19, tritt eine Beeinflussung des Flusses durch Abbremsen der Fließgeschwindigkeit ein. Diese Flußregulierung kann von außerhalb des Fließkanals während des Fließvorganges, d.h. während des Extrudierens durch einfaches Drehen der Lamelle erfolgen. Eine solche Regulierung des Druckes bzw. der Fleißgeschwindigkeit innerhalb des Fließkanals ist beispielsweise erforderlich, wenn durch unterschiedliche iEt-terung des Extruders mit unterschiedlichen Naterialchargen sich die Druckverhältnisse innerhalb des Extruders verändern und damit eine Veränderung des Ausstoßes, d.h. der Abmessungen des Extrudats bewirken. Mit der erfindungsw gemäß eingebauten Steuerlamelle ist es möglich, diese Veränderungen des Druckes bzw. der Fließgeschwindigkeit der plastischen Masse während des laufenden Prozesses auszugleichen.
  • Das Regeln der Fließgeschwindigkeit mit der erfindungsgemäßen Steuerlamelle ist bei thermisch empfindlichen Stoffen begrenzt bis zu einer gewissen Schrägstellung. Hier ist die Drehung der Steuerlamelle wirksam solange, wie das plastische Material an der Lamelle noch gleitet, also die Scherfestigkeit des Materials ist größer als die gleitende Reibungskraft an der Lamelle. Bei Uberschreiten eines bestimmten Winkels der Schrägstellung der Lamelle, der materialabhängig ist, tritt eine Abscherung auf, d.h.das Material bleibt auf der Lamelle stehen und nachfolgend ergeben sich Verstopfungen bzw. Zersetzungen des Materials. Dieser maximale Verdrehwinkel derfteuexiamelle 2 beträgt beispielsweise bei Hart-PVC etwa 100. Diese Gefahr ist bei thermisch unempfindlichen Stoffen nicht gegeben. Die Größe der Beeinflussung der Fließgoschwindigkeit bzw. des Druckes innerhalb des Flioßkanals hängt von den Naßverhältnissen zwischen dem Querschnitt des Fließkanals und der Steuerlamelle sowie von den Materialeigenschaften ab. Eine einzelne Steuerlamelle hat nur einen bestimmten Regulierbereich, der jedoch bei der Verringerung der Fließgeschwindiglucit um 25 und mehr liegen kann. Reicht die Regulier möglichkeit einer einzigen Steuerlamelle nicht aus, so ist es möglich, in Anwendung der Erfindung auch zwei oder mehr Steuerlamellen sowohl nebeneinander und oder hintereinander einzusetzen. Beispiele hierfür sind beispielsweise in der Figur 4 dargestellt. Hier sind über den Querschnitt des Fließkanals 41 parallel nebeneinander über die gesamte Höhe des Fließkanals 41 reichend vier Stellerlamellen 2 nebeneinander angeordnet. Mit einer solchen Anordnung mehrerer Steuerlamellen ist es auch möglich, falls erwünscht, über den Querschnitt des Fließkanals hinweg unterschiedlich zu regeln, was beispielsweise für nachgeschaltete Formgebungswerkzeuge mit asymmetrischen Formgebungsquerschnitten von Bedeutung sein könnte. In den beiden Schnitten nach Figur 5a md b ist die Anordnung mehrerer Steuerlamellen 2 in zwei verschiedenen Querschnittebenen des Fließkanals 41 dargestellt, wobei die Steuerlamellen in den beiden Ebenen 16 bzw. 17 zusätzlich um 900 zu einander versetzt verlaufen. Mit einer solchen, wie in Figur gezeigten Anordnung von Steuerlamellen ist es möglich, einen sehr großen Querschnitt des Fließkanals 41 außerordentlich einfach in Bezug auf die Fließ geschwindigkeit in den einzelnen Bereichen zu regeln. Mit den in den Figuren 4 und 5 gezeigten Anordnungen mehrerer erfindungsgemäßer Steuerlamellen in dem Querschnitt des Fleißkanals 41 ist es nicht nur möglich, den Rückdruck Zur Schnecke hin zu variieren, sondern auch den Druck und damit die Fließgeschwindigkeit über den gesamten Querschnitt des Fließkanals 41 zu regeln, sQeaß damit das Einfließen des Materials in das vorgesetzte Formgebungsoçerkzeug laufend kontinuierlich gesteuert werden kann.
  • In der Figur, ist eine Ansicht einer Steuerlamelle 2 gezeigt, deren Gestalt strömuflgstechnisch bestimmten Anforderungen angepaßt ist. In diesem F1all sind die Aussparungen 10 im Bereich der Gehäusewandung 1 an der Steuerlamelle 2 ausgebildet, um den Widerstand entlang der Wand 1 des Fleißkanals 41 weniger zu erhöhen als in der Mitte des Fließkanals. Damit ist die Bremswirkung der Steueriamelle in dieser Zone geringer als im mittleren Bereich. Im übrigen ist es vorteilhaft, die Steuerlamelle 2 mit den zylindrischen Ansätzen 3 und der Verstellwelle 4 aus einem einzigen Stück zu arbeiten, beispielsweise aus hochfestem Stahl .
  • In deJ- Figur 6 ist ein Fließkanal- 41 dargestellt, dessen Gehäuse in das Oberteil 1b und das Unterteil 1a unterteilt ist. Bei einem solchen geteilten Werkzeuggehäuse 1 ist es beispielsweise auch möglich, die Steuerlamelle 2 zu teilen, und wie in der Figur 6a und b dargestellt eine untere und eine obere Steuerlamelle 2a, 2b vorzusehen. In diesem Wal würde zwischen den beiden Enden der Steuerlamellen 2ar 2b der Spalt 1, verbleiben.
  • Aus diesem Beispiel nach Figur 6 geht auch hervor, daß die Höhe der Steuerlamelle nicht identisch sein muß mit der Höhe des Querschnittes bzw. dem Durchmesser des Fließkanals. Die Abmessungen der Steuerlamelle richten sich grundsätzlich nach den Abmessungen des Werkzeuges bzw. der Fließkanäle und den an die Regulierung des Flusses gestellten Anforderungen.
  • In den beiden Schnitten nach Figur za, b ist beispielsweise ein Fließkanal 41 mit rundem Querschnitt dargestellt, in den die Steuerlamelle 2 eingebaut ist. Die Steuerlamelle 2 entspricht in ihrer Höhe hier dem Durchmesser des Fließkanals. In den Bereichen, wo die zylindrischen Ansätze 3 der Steuerlamelle 2 in dem Gehäuse 1 sitzen, ist die Innenwandfläche im Bereich 14 soweit angepaßt, daß beim Verdrehen der Steuerlamelle hier keine Totstellen im Materialfluß entstehen konnen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Regeln der Flie ßgeschwindigkeit ist mit all ihren in den vorangehenden Figuren erläuterten Variationen nicht nur für den Fließkanal zwischen Schnecke und Formgebungswerkzeug einsetzbar, um den Druck zwischen Schnecke und Formgebungswerkzeug zu ändern, sondern auch um die Fließunterschiede innerhalb des Fonflgebungswerkzees zu regeln, in dem sie in das Formgebungswerkzeug an geeigneten Stellen eingebaut wird. In den nachfolgenden Figuren 8 bis 10 ist ein Beispiel gezeigt, das den Einbau einer erfindungsgemäßen Steuerlamelle in den Fließweg eines Formgebungswerkzeuges eines asymiflCtrlschen zu extrudierenden Profilsdarstellt. Die Figur 8 zeigt ein solches ungleichmäßiges Profil 21 im Querschnitt, bei dem Bereiche sehr starker Materialanhäufungen mit anderen Bereichen abwechseln. Die Stegdicke 22 wird beispielsw weise im Bereich des Wulstes 24 um ein Mehrfaches überschritten.
  • Bei einem solchen Profilquerschnitt treten bei der Extrusion erhebliche Schwierigkeiten auf, da im Bereich des gröPten Querschnittes, das ist hier im Bereich- 24, das Profil beim Austritt aus dem Formgebungswerkzeug wesentlich schneller läuft als in den stegartigen Bereichen 22. Dieser Tatsache ist bisher in der Regel dadurch Rechnung getragen worden, daß die Einlaufkanäle innerhalb des Formgebungswe rkzeuges entsprechend ausgearbeitet wurden bzw. in den großen Querschnitt Verdrängerkörper fest eingebaut urden, um so den Fluß im Werkzeug dem Profilquerschnitt anzupassen. Diese Maßnahmen versageredoch dann, wenn während des Extrusionsvorganges Veränderungen in der Temperatur, im Durchsatz usw. eintreten, die laufend die Fließgeschwindigkeit bzw.
  • den Druck in dem Formgebungswerkzeug verändern. Diese laufend eintretenden Veränderungen in den Fließbedingungen können durch die bekannten Maßnahmen von festeingebauten Verdrängerkörperni bzw. entsprechende Fließquerschnitte nicht mehr beeinflußt werden.
  • 'Auch hier kann mit der erfindungsgemäßen Steuerlamelle Abhilfe geschaffen werden. Durch Einbau der erfindungsgemäßen Steuer lamelle 25 nach Figur 9a beispielsweise in den Querschnittsbereich des Profiles mit der größten Materialanhäufung ist es möglich, in diesem Bereich den Fluß im Werkzeug laufend, d.h.
  • während des Extrusionsvorganges zu beeinflussen. Das Formgebung werkzeug, das ein geteiltes Werkzeug ist, enthält das Werkzeugunterteil 36a und das Werkzeugoberteil 36b. Die Steuerlamelle 25 ist So in den Formgebungsquerschnitt des Formgebungswerkzeuges nahe dem Austritt aus dem Formgebungswerkzeuges angteordnet, daß es gleichzeitig den verdickten Querschnittsbereich 24 gleichmäßig unterteilt. Die Steuerlamelle 25 reicht hierbei nur über einen Teil der Höhe des Querschnittes. In der Figur 9c ist eine Aufsicht auf die Steuerlamelle 25 dargestellt, wähend in Figur 9b eine Seitenansicht der Steuerlamelle mit dem Einbau in das Werkzeugunterteil 36a gezeigt ist. Die Maße der Steuerlamelle 25 richten sich hierbei nach den Fließquerschnitten innerhalb des Formgebungswerlrzeuges bzw. nach den Maßen des zu extrudierenden Profils 21. In dem gezeigten Beispiel beträgt die Länge 26 und die Höhe 23 der Steuerlamelle 25 jeweils die dreifache Stegdicke (S) 22 des Profils21. Verwendet man als Material für das zu extrudierende Profil 21 beispielsweise einen Hart-PVC-Ansatz, so ist es, mit der Figur 9 gezeigten Steuerlamelle möglich, die Fließgeschwlndigkeit im Bereich 24 des Profils 21 durch verdrehen der Steuerlamelle schräg zur Flußrichtung um etwa 5° um 20% zu vermindern.
  • Eine solche Beeinflussung der Fließgeschwindigkeit innerhalb des Formgebwngswerkzeuges 36a, b ist in soweit von erheblicher Bedeutung, als bereits geringe Temperaturschwankungen oder Materialansatzschwankungen die Fließverhältnisse in dem Schneckenextruder verändern und damit das Geradeaus Laufen des Profiles aus dem Formgebungswerkzeug verändern. Für alle die Fälle nämlich, bei denen beispielsweise der verdickte Bereich 24 des Profils durch Veränderungen in den Extrusionsbedingungen plötzlich auch nur geringfügig schneller aus dem Formgebungswerkzeug extrudiert wird als der schmale Steg des Profiles, tritt eine Krümmung des Profiles ein, die natürlich keineswegs erwünscht ist.
  • In der Figur 10a ist ein schematischer Querschnitt durch das Formgebungswerkzeug 36a, b gezeigt, mit vollständig eingebauter Steuerlamelle 25, die über den in die Verstellwelle 24 gesteckten Hebel 28 im Bezug auf die Flußrichtung schräg gestellt werden kann, wie aus der Aufsicht auf das Werkzeugunterteil 36a nach Figur 1Ob zu ersehen ist. Hierbei zeigt der Pfeil 18 die Drehrichtung an, wodurch die Schrägstellung der Lamelle 25 im Bezug auf die Flußrichtung 29 erfolgt. Der Austritt des Profils 21 aus dem Formgebungswerkzeug 36 erfolgt an der Austrittsseite bzw.* je nach den zu extrudierenden Profilquerschnitten ist es möglich. in Anwendung der Erfindung mehrere Steuerlamellen unter schiedlicher Gestalt an verschiedenen Stellen eines Formgebungs werkzeuges anzuordnen, wobei die einzelnen Steuerlamellen unabhangig voneinander während des Extrusionsprozesses stufenlos verstellt werden können und damit die Fließbedingungen innerhalb des Formgebungswerkzeuges sich verändernden Umständen angepaßt werden können, um letztlich konstante Extrusionsbedingungen zu erhalten.
  • dem Düsenmund 37

Claims (13)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Vorrichtung zum Beeinflussen des Druckes bzw. der Fließgeschwindigkeit von plastischen, insbesondere zähplastischen Stoffen in einem Schneckenextruder im Bereich des Fließkanals zwischen Plastifizierwerkzeug und F.ormgebungswerkzeug bzw.
    innerhalb des Formgebungswerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fließweg eine oder mehrere von außerhalb des Flß.
    weges verstellbare und niindestens, einen Teilquerschnitt des Fließweges beeinflussende Steuerlamellen angeordnet sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Steuerlamelle in Fließriehtung linseilförmig bzw. stegartig mit zugespitzten Enden ausgebildet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlamelle mit einem zylindrischen gegebenenfalls abgestuften Ansatz zum ab dichtenden Einbau in die den Fließquerschnitt begrenzende Wand ausgebildet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz der Steuerlamelle über eine Verstellwelle nach außerhalb der Wand verlängert ist, die eine kontinuierliche Vero stellung der Steuerlamelle durch Drehung während des Extrusionsprozesses ermöglicht.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlamelle mit Ansatz und Verstellwelle massiv aus einem Teil, z.B. aus Metall, hergestellt ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5 zum Einbau in den Fließkanal zwischen Plastifizierwerkzeug und Fonebungswerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Steuerlarneile sich senkrecht zur Fließrichtung über den gesamten Fließkanalquerschnitt erstreckt.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlamelle auf der mit dem der Verstellung dienenden ausgerüsteten gegenüberliegenden Ende mit einem weiteren zylindrischen Ansatz zum Rhren und Abdichten in der den Fließkanal begrenzenden Wand ausgebildet ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekenncichnet, daß der Querschnitt der Steuerlamelle in Fließrichtung in den an die Wände des Fließkanals angrenzenden Bereichen verkleinert ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprtiche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Steuerlamellen nebeneinander undjoder hintereinander im Querschnitt des Fließkanals angeordnet sind.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1-9 dadurch gekennzeichnet, daß im Fließkanal eine obere und eine untere einander in der Höhe ergänzende Steuerlamellen angeordnet sind.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5 zum Einbau in den Fließweg des Formgebungswerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlamelle in einet Teilquerschnitt des Fließweges so angeordnet ist, daß die Fließgeschwindigkeit eines Teilstromes veränderbar ist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Steuerlamelle sich senkrecht zur Schließrichtung nur über einen Teilquerschnitt des Fließweges erstreckt.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Steuerlamellen neben- und oder hintereinander in dem Querschnitt des Fließweges angeordnet sind.
    L e e r s e i t e
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