DE2435807C3 - Vorrichtung zum Steuern des Druckes und der Fließgeschwindigkeit von plastischen Stoffen in einem Schneckenextruder - Google Patents

Description

Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern des Druckes und der Fließgesehwindigkeit von plastischen Stoffen im Bereich des Fließkanals zwischen dem Plastifizierabschnitt und der Extrusionsdüse bzw. innerhalb der Extrusionsdüse eines Schneckenextruders, wobei im Fließkanal eine von außerhalb des Fließkunals verstellbare und den gesamten Fließkanalquerschnitt beeinflussende Steuerlainelle mil in Fließrichtung etwa linsenförmig verlaufendem Querschnitt angeordnet ist, die Steiierlamelle zylindrische, gegebenenfalls abgestufte Ansalze zum abdichtenden Hinbau in die Fließkanalwände aufweist und mit einer als Verstellwelle dienenden Verlängerung dos Ansatzes versehen ist.

Ein bekanntes Verarbeitungsverfahren für thermoplastische Kunststoffe ist das Extrudieren in einem Extruder, bei dem Plastifizierwerkzeug und Formwerkzeug in einer Maschine zusammengefaßt sind. Hierbei wird in dem l'lastifizierwerkzeug der Kunststoffrohstoff vollständig aufgeschmolzen, komprimiert und unter Druck durch das sich anschließende Formwerkzeug ausgedrückt. Um diesen Druck in dem Extruder zu beeinflussen, ist es bekannt, in den Flieüweg zwischen Plastifizierwerkzeug und Formwerkzeug feststehende Stelleinrichtungen in Gestalt von Lochplatten oder Sieben einzubauen. Fliese bekannten .Staueinrichtungen haben den Nachteil, daß zwar ein bestimmter Widerstand im Fließkanal erreicht wird, eine Änderung dieses Widerstandes aber nur durch den Austausch der Regulierelenicnte erreicht werden kann. Zur Regulierung des Flusses innerhalb des F'ormwerkzeuges ist es beispielsweise bei Breitschlitzwerkzeugen bekannt, mittels des sogenannten Staubalkens sowohl den Rückdruck als auch den Druck über die Breite des Werkzeuges und damit den Fluß ai beeinflussen. Hierbei ist jedoch zu beachten, daß es sich beim Breitschlitzwerkzeug grundsätzlich um ein Werkzeug mit einem konstanten Querschnitt über die gesamte Breite handelt und der Staubalken stets den gesamten Querschnitt verändert. Darüber hinaus ist es bei ungleichmäßigen Flußquerschnitten in Formwerkzeugen bekannt, durch Ausarbeiten der Fließwege bzw. Einbauen von Verdrängerkörpern in den Fließweg des

.10 Formwerkzeuges den Fluß zu beeinflussen, fliesen bekannten Maßnahmen haftet jedoch der Nachteil an, daß sie nicht regulierbar sind, d. h. daß während des Extiusionsprozesses keine Veränderung der Fließquerschnitte vorgenommen werden kann. Da jedoch die Verarbeiiiingsbedingungen für die verschiedenen Kunststoffrohstoffe von deren speziellen Eigenschaften in hohem Maße abhängig sind und diesen angepaßt werden müssen, beispielsweise ihrer Viskosität, tier Abhängigkeit der Viskosität von Temperatur und

-je Druck, der Wärmeempfindlichkeit, dem Schüttvolumen, ergibt sich während des Extrusionsprozcsscs bereits bei geringen Temperatur- oder Ansatzschwankungen bzw. Durchsai/mengenänderungen eine Veränderung des Druckes in dem Extruder und damit eine Veränderung des Ausstoßes durch das Formwerkzeug.

Aus der BE-PS 7 OJ 752 ist eine Vorrichtung zum Beeinflussen der Fließverhältnisse in einem Extruder bekannt, bei dem in den Fließkanal nach einer fest eingebauten Lochscheibe vor der Teilung des Fließkanals eine bewegliche Lamelle eingebaut ist, die vertikal zur Fließrichtung mittels eines Stellorganes verstellbar ist. Diese bekannte Lamelle weist senkrecht zur Fließrichtung über ihre Höhe einen sich verändernden Querschnitt auf, wobei diese Lamelle im Bereich in der Mitte des Fließkanals mittig den kleinsten Querschnitt aufweist, der sich nach außen hin zu den Wandungen des Fließkanals erheblich vergrößert. Eine Beeinflussung der Fließgeschwindigkeiten geschieht nun durch Iransversalts Verschieben dieser Lamelle, wobei die unterschiedliche Querschnittgestaltiing dann an den entsprechenden unterschiedlichen Stellen des Fließkanals zur Wirkung kommt. Diese hieraus bekannte Möglichkeit die Fließverhältnisse innerhalb des FlieUkanals während des Hxlrusionsprozesses von uiißen zu

^fts verändern, ist einerseits auf die Beeinflussung ties gesamten Fließkanalquerschnittes gleichzeitig beschrankt und des weiteren nur entsprechend der vorgegebenen Formgebung der lamelle in bestimmten

Verhältnissen, nämlich entsprechend der gewünschten Teilung des Fließstromes in zwei nachfolgende Teilströme möglich.

Diese bekannte Einrichtung /um .Steuern der Fließverhältnisse versagt jedoch, wenn beispielsweise ■> gewünscht wird, innerhalb eines einzigen Flieükanals mit über den Kanalquerschnitt unterschiedlichen, d. h. asymmetrischen Querschnittbcreichen in nur einem Teilbereich eine regelbare Steuermöglichkeit vorzusehen. Diese bekannte Vorrichtung ist darüber Knaus i" auch nicht in der Lage, einen einheitlichen Querschnitt einheitlich über den gesamten Querschnitt gleichmäßig mehr oder weniger /u verändern.

F.s hat sich nun gezeigt, daß Schwierigkeiten insbesondere beim Extrudieren von /ähviskosen Stoffen auftreten, da bereits geringe Schwankungen in der Temperatur bzw. in der Durchsatzmenge zu Veränderungen der Fließverhüllnisse innerhalb des Kxtruders h/w. des Formwerkzeuges führen, die einen ungleich müßigen Ausstoß des Extrudates bewirker.

Die Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, eine Vorrichtung zum Steuern des Druckes und der Fluggeschwindigkeit von plastischen Stoffen in einem Schneckenextruder zu schaffen, die auch während der laufenden Extrusion, d. h. während des Extrusionspro-/esses bei sich ändernden Extrusionsbedingungen wirksam werdei kann, d.h. eine kontinuierliche Beeinflussung des Druckes bzw. der I ließgc¹· hwindigkeit in Teilbereichen oder einheitlich über den jesamlen Querschnitt ermöglicht. y>

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Veränderung des Fließwiderstandes ist dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der .Steuerlamelle quer zur I ließrichtung über die gesamte Fließkanalbreite konstant ist und die Steuerlanielle durch Drehung mittels tier Verstell welle kontinuierlich verstellbar ist.

Mit der crfindungsgeniiiß in den liießkanalquer schnitt eingebauten Steuerlamelle ist es möglich. wiihrcnil des Extrudierens beispielsweise durch Drehen der Lamelle den Fluß /ti lenken. Ausgehend von einer Anordnung der Steuerlanielle parallel zur Flicßrichtung kann durch Schrägstelien der Steuerlanielle die Fließgeschwindigkeit verringert weiden. Diese Verringerung der Fließgesehwindigkeit. die auch als liremsregulicrung bezeichnet werden kann, ist jedoch nur bis zu einer gewissen Schrägstellung der Lamelle zur Flußrichtung wirksam, d. h. nur so lange, wie das Material an der Steuerlanielle gleitet, also die Scherfestigkeit des Materials größ-.τ ist als die gleitende Reibungskraft auf der Lamelle. Dieser maximale Schrägstellwinkel richtet sich nach den Eigenschaften des Materials, insbesondere der Viskosität, und liegt bei llart-Polyvinylchlorid bei etwa 10". Wird dieser Winkel der Schrägstellung der Lamelle zur Flußrichtung überschritten, s'j tritt eine Abscherung auf, d. h. das Material bleibt auf der Lamelle stehen. Bei Hart-Polyvinylchlorid ware die Folge Verbrennungen, da die Lamelle in diesem Fall wie ein fester Einbau mit Totraum wirken würde.

Der Regulierbereich der Fließgeschv.indigkeit der plastischen Massen mit Hilfe der erfindiingsgemäßen f>u Steuerlamelle richtet sich einerseits nach ilen zu regulierenden Fheßqui'rschnitten und andererseits unter anderem nach den Materialeigenschaften. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, durch Einsetzen einer einzigen Steuerlamelle eine Verringerung tier Fließge- "'s schwindigkcii in bestimmten Bereichen um etwa 2¹J % und mehr zu erreichen, ohne das eine Abscherung des Materials an der Steuerlamdle erfolgt.

Mit dem erfindungsgemaßen Einbau einer Steuerlamelle in den Fließkanal zwischen dem Plastifi/ierabschnitt und der Extrusionsdüse ist es also möglich, den Widerstand des Fließkanals kontinuierlich während des Extrusionsprozesses zu verändern, wodurch Druckschwankungen infolge Temperaturschwankungen bzw Matcrialansatzschwankungen bzw. Durehsat/mengenschwankungen laufend ausgeglichen werden können, damit also Druck und FlieBgeschwmefigkeit steuerbar sind.

Es ist jedoch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur möglich, den Druck zwischen Plastifi/ierwerkzeug und Formwerkzeug /u ändern, sondern auch die Fließunterschiedc im Formwerkzeug selbst auszugleichen. Zur Erfüllung dieser Aufgabe wird die erfindungsgemäße Steuerlamelle in den Fließweg innerhalb der Extrusionsdüse an den entsprechenden Stellen eingebaut. Hierdurch wird insbesondere möglich. Formwerk zeuge, die keinen konstanten Exirudatquersefiniu über die gesamte Breite aufweisen, d. h. also Formwerkzeuge für asymmetrische Profile, kontinuierlich in bezug juf den Druck und den Fluß zu regeln. Dieses ist insbesondere bei solchen Querschnitten \on Extrudaten von Bedeutung, bei denen in bestimmten Querschnittbereichen Matcrialverdickungen gegenüber anderen Rereichen vorliegen. Es ist bekannt, daß in einem größeren Querschnitt das Material schneller fließt als in einem engeren Querschnitt, liier wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung die Möglichkeit gegeben, kontinuierlich während des Exirusionspro/esses die über den Querschnitt gesehen unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten in dem Formwerkzeug bei erneut eintretenden Störungen kontinuierlich aus/iiregeln.

Die (iröße und Anzahl der Steuerlaniellen richtet sich nach dem zu beeinflussenden nießquerschniü einerseits in dem Fließkanal zwischen Plasiifizierabschnitt und Extrusionsdüse. d. h. Formwerkzeug andererseits innerhalb des letzteren. Es ist möglich, beispielsweise in einem I ließkanal die .Steuerlamelle so auszubilden, daß sie in der Höhe den gesamten FlielSquerschnitt erlaßt, während es in anders gelagerten Fällen, beispielsweise innerhalb des Formwerkzeuges zweckmäßig sein könnnte, die Sleuerlamelle in ihrer Höhe nur einen Teil des Fließqiierschnittes ausfüllen zu lassen. Für die Fälle, in denen der Regulierspielraum einer Steuerlamelle nicht ausreicht, können in Weiterbildung der Erfindung zwei oder mehr Steuerlaniellen nebeneinander und/ oder hintereinander im Fließkanalquerschnitt angeordnet werden. Auf diese Weise ist es möglich, über den gesamten Fließquerschnitt hinweg in bestimmten Bereichen unabhängig von anderen Bereichen kontinuierlic!' regulierend einzugreifen. Weitere erfindungsgemiiße Ausgestaltungen der Steuerlamelle entsprechen den Kennzeichen der Ansprüche 2,4 bis "/.

Die erfindungsgemäße Sleuerlamelle ist in den Zeichnungen dargestellt und wird anhand von Atisfiihrungsbeispielen näher erläutert. FIs zeigt Fig. I das Arbeitsschema eines Schneckeneetruders.

F i g. 2a, b, c drei Schnitte in verschiedenen Ebenen durch einen Fließkanal mit eingebauter Steuerlamelle,

F" i g. 3 eine weitere Ausgestaltung der Steuerlamelle in Seitenansicht,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Fließkanal mit mehreren nebeneinander angeordneten Steuerlaniellen,

F i g. ¹Ja, b zwei zueinander senkrechte Schnitte durch einen I ließkanal mit mehreren neben und hintereinander angeordneten Sleuerlaniellen.

F i g. ba, b zwei Schnitte durch einen 1 ließkanal mit

geteilten Steucrlamellen,

Fig. 7a, b zwei Querschnitte durch einen FlicUkanal mit rundem Querschnitt mit Stcucrlamellc.

I·'i g. 8 ein cxtrudicrtcs Profil mit asymmetrischem ungleichst arkcm Querschnitt,

I' i g. 9a. b, c drei Ansichten eines Formwerkzeuges im Auszug für das Profil nach F i g. 8 mit eingebauter Steuerlainelle,

F i g. I Oa. b zwei weitere Ansichten auf die eingebaute Steuerlainelle nach F i g. 9 in Funktion.

In der F i g. 1 ist das Arbeitsschema eines Schneckenextruders im Querschnitt schematisch dargestellt. Die Feinfüllung des Rohstoffes 31 erfolgt in den Trichter 30. der am Fnde des die Schnecke 32 umgebenden hohlzylindrisehen Gehäuses angebracht ist. Das Gehäuse 34 ist außenseitig mit Kühlkanälen 33 bzw. Heizbändern 42 ausgestattet. Der eingefüllte Rohstoff 31 wird in der Zone I eingezogen und verdichtet, nachfolgend in der Zone 11 erwärmt und plastifiziert und in der anschließenden Zone III komprimiert und ausgestoßen. Am Fndc dieses durch die Schnecke 32 bestimmten Plastifizicrwcrkzeugs schließt sich das Formwerkzeug 36 an. Der Übergang zwischen der Schnecke Ϊ2 und dem Formwerkzeug 36 wird durch den I ließkanal 41 gebildet. Zur Regulierung des Flicßdrukkes ist beispielsweise in den Flicßkanal 41 eine Lochplatte 39 fest eingebaut. Innerhalb des Formwerkzeuges 36 kann die Flußregulierung beispielsweise durch lest eingebaute Verdrängerkörper gesteuert werden. Das Formwerkzeug 36 kann beispielsweise als Breitschlitzdüse. Rohrdüse. Lochdüse. Profildüse od. dgl. ausgebildet sein. Am Düscnmund 37 verläßt das Lxtrudat 38 den Schneckenextruder. Der Bereich zwischen der Sehneckenspitze 35 und dem Formwerkzeug 36 wird als Flicßkanal 41 bezeichnet, der außen von der Flicßkanalwandung 1 begrenzt ist. Die PiaMifiziercinheit kann auch aus mehreren Schnecken bestehen.

Fine Möglichkeit zum Steuern des Druckes bzw. Flusses in dem Fließkanal zwischen Plastifizierwerkzeug und Formwerkzeug bzw. innerhalb des Formwerkzeuges ist durch Anwendung der Steuerlamelle nach Fig. 2a, b und c gegeben. In der F" ig. 2 ist die Vorrichtung in ihrer einfachsten Form in drei Ansichten dargestellt. Der den Fluß der plastischen Masse beherbergende Flicßkanal 41 ist von der Fließkanalwandung 1 begrenzt. In dem gezeigten Beispiel ist die Flicßkanalwandung 1 aus einem Stück gearbeitet. Der Pfeil 19 gibt die Fiußrichtung an. Die zur regelbaren Veränderung des Widerstandes im Flicßkanal 41 VOi gesehene Slcuerlamelle 2 ist an beiden Enden mit einem zylindrischen Ansatz 3 ausgebildet, der den Flicßkanal 41 gegenüber der Fließkanalwandung 1 abdichtet und vermeidet, daß tote Stellen im Fluß entstehen. Gleichzeitig dienen die zylindrischen Ansätze 3 als Führung für die Steuerlamellc 2. Die Ansätze 3 sitzen in Bohrungen 11, 12 des Gehäuses passend und abdichtend. An dem einen Ende ist die Steuerlamellc 2 über den zylindrischen Ansatz 3 hinaus verlängert in Gestalt der Verstellwelle 4. die ein Verdrehen der Steucrlamelle 2. beispielsweise mittels des Vierkantes 6 ermöglicht. In der Aufsicht auf den Schnitt A-A der I'ig. 2b nach Fig. 2c ist die Drehrichtung 5 der Steuerlamelle 2 eingezeichnet. Die Mutter 7 hat die Aufgabe, nach Festlegung der Stellung der Steuerlamellc 2 diese in ihrer jeweiligen Stellung zu halten. Der Querschnitt 20 der Steuerlamellc 2 ist linsenförmig ausgebildet, so daß ströniungstechnisch gesehen keine Totstellen entlang der Steuerlamelle entstehen können, wo beispielsweise ein thermisch empfindliches Material, wie z. B. Polyvinylchlorid, sich festsetzen und durch Überhitzung zersetzen könnte. Der Querschnitt 20 der Steuerlamellc 2 ist so dünn gehallen, wie es statisch möglich ist, um durch den dünnen Querschnitt möglichst wenig Materialvolumen im Querschnitt des Flicßkanals betrachtet wegzunehmen. Durch Verdrehen der Steuerlainelle 2 in der Drchrichlung 5. d. h. durch Schrägstcllen

ίο der Steuerlamellc 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 Flicßvorgangcs, d. h. während des Extrudierens durch einfaches Drehen der Lamelle erfolgen. Eine solche Regulierung des Druckes bzw. der Fließgeschwindigkeit innerhalb des Flicßkanals ist beispielsweise erforderlich, wenn durch unterschiedliche Fütterung des Extruders mil unterschiedlichen Matcrialchargen sich die Druckverhältnisse innerhalb des Fxtrudcrs verändern und damit eine Veränderung des Ausstoßes, d. h. der Abmessungen des Fxtrudats bewirken. Mit der Steucrlamelle ist es möglich, diese Veränderungen des Druckes bzw. der Fließgeschwindigkeit der plastischen Masse während des laufenden Prozesses auszugleichen.

Die Beeinflussung der Fließgcsehwindigkcit mit der Steucrlamelle ist bei thermisch empfindlichen Stoffen bis zu einer gewissen Schrägstcllung begrenzt. Hier ist die Drehung der Steuerlamellc solange wirksam, wie das plastische Material an der Lamelle noch gleitet, also die Scherfestigkeit des Materials größer ist als die gleitende Reibungskraft an der Lamelle. Bei Überschreiten eines bestimmten Winkels der Schrägstelliing der Lamelle, der materialabhängig ist, tritt eine Abschcrung auf, d. h. das Material bleibt auf der Lamelle stehen, und nachfolgend ergeben sich Verstopfungen bzw. Zersetzungen des Materials. Dieser maximale Verdrehwinkel der Slcuerlamelle 2 betragt beispielsweise bei Hart-Po- ^vinylchlorid etwa K) . Diese Gefahr ist bei thermisch unempfindlichen Stoffen nicht gegeben. Die Größe der Beeinflussung der Flicßgcsehwindigkcit bzw. des Drukkcs innerhalb des Fließkanals hängl von den Maßvcrhältnisscn zwischen dem Querschnitt des Flicßkanals und der Steuerlamellc sowie von den Materialcigen-

4S schäften ab. Fine einzelne Steuerlamellc· hat nur einen bestimmten Regulierbereich, der jedoch bei der Verringerung der lließgcschwindigkcit um 25% und mehr liegen kann. Reich! die Reguliermöglichkeit einer einzigen Steuerlanielle nicht aus, so ist es möglich, auch

so zwei oder mehr Steucrlamellen sowohl nebeneinander und/oder hintereinander einzusetzen. Beispiele hierfür sind in der Fig.4 dargestellt. Hier sind über den Querschnitt des Fließkanals 41 parallel nebeneinander über die gesamte Höhe des Fließkanals 41 reichend vier Steuerlamcllen 2 nebeneinander angeordnet. Mit ein« solchen Anordnung mehrerer Steuerlamellen ist es auch möglich, falls erwünscht, über den Querschnitt des Fließkanals hinweg unterschiedlich zu steuern, was beispielsweise für nachgeschaltete Formwerkzeuge mit

fco asymmetrischen Formgebungsquerschnitten von Bedeutung ist. In den beiden Schnitten nach F i g. 5a und b ist die Anordnung mehrerer Steuerlamellen 2 in zwei verschiedenen Querschnittebenen des Flicßkanals 41 dargestellt, wobei die Steucrlamcllen in den beider

«••i Ebenen 16 bzw. 17 zusätzlich um 90" zueinandei versetzt verlaufen, wie aus Schnitt B-B der F i g. 5a nach Fig. 5b hervorgeht. Mit einer solchen, wie in Fig. 5j und b gezeigten Anordnung von Stcuerlamellen ist e<

möglich, einen sehr großen Querschnitt des Fließkanals 41 außerordentlich einfach in bezug auf die Fließgeschwindigkeit in den einzelnen Bereichen zu steuern. Mit den in den F i g. 4 und 5a und b gezeigten Anordnungen mehrerer Steucrlamcllen in dem Querschnitt des Fließkanals 4t 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 steuern, so daß damit das E-jnflicßen des Materials in das vorgesetzte Formwerkzeug laufend kontinuierlich gesteuert werden kann.

In der Fig. 3 ist eine Ansicht einer Steuerlamelle 2 gezeigt, deren Gestalt strömungsiechnisch bestimmten Anforderungen angepaßt ist. In diesem Fall sind die Aussparungen iO im Bereich der Fiießkanaiwandung 1 an der Steucrlamclle 2 ausgebildet, um den Widerstand entlang der Fließkanalwandung 1 weniger zu erhöhen als in der Mitte des Fließkanals. Damit ist die Bremswirkung der Steuerlamelle 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 der F i g. 6a und b ist ein Fließkanal 41 dargestellt, dessen Gehäuse in das Oberteil \b und das Unterteil Xa unterteilt ist. Bei einem solchen geteilten Gehäuse 1 ist es beispielsweise auch möglich, die Steuerlamelle 2 zu teilen, und wie in der Fig. 6a und b dargestellt, eine untere und eine obere Steuerlamelle 2a. 2b vorzusehen. In diesem Fall verbleibt zwischen den beiden Enden der Stcuerlamellen 2a, 2b der Spalt 13. Aus diesem Beispiel nach F i g. 6a und b geht auch hervor, daß die Höhe der Steuerlameile nicht identisch sein muß mit der Höhe des Querschnittes bzw. dem Durchmesser des Fließkanals. Die Abmessungen der Steuerlamelle richten sich grundsätzlich nach den Abmessungen der Fließkanäle und den an die Regulierung des Flusses gestellten Anforderungen.

In den beiden Schnitten nach Fig. 7a und 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 der Fließkanalwandung 1 sitzen, ist die Innenwandfläche im Bereich 14 soweit angepaßt, daß beim Verdrehen der Steuerlamelle hier keine Totstellen im Materialfluß entstehen können.

Die Vorrichtung zum Steuern der Fließgeschwindigkeit ist mit all ihren in den vorangehenden Figuren erläuterten Variationen nicht nur für den Fließkanal zwischen Schnecke und Formwerkzeug einsetzbar, um den Druck zwischen Schnecke und Formwerkzeug zu ändern, sondern auch um die Fließunterschiede innerhalb des Formwerkzeuges auszugleichen, indem sie in das Formwerkzeug eingebaut wird. In den nachfolgenden Fig.8, 9a, b und c, 10a und b ist ein Beispiel gezeigt, das den Einbau einer Steuerlamelle in den Fließweg eines Formwerkzeuges eines asymmetrischen zu extrudierenden Profils darstellt. Die F i g. 8 zeigt ein solches ungleichmäßiges Profil 21 im Querschnitt, bei dem Bereiche sehr starker Materialanhäufungen mit anderen Bereichen abwechseln. Die Stegdicke 22 wird beispielsweise im Bereich des Wulstes 24 um ein Mehrfaches überschritten. Bei einem solchen Profilquerschnitt treten bei der Extrusion erhebliche Schwierigkeiten auf, da im Bereich des größten Querschnittes, das ist hier im Bereich des Wulstes 24,da; Profil beim Austritt aus dem Formwerkzeug wesentlich schneller läuft als in den stegartigen Bereichen 22 Dieser Tatsache ist bisher in der Regel dadurch Rechnung getragen worden, daß die FJnlaufkanälc innerhalb des Formwerkzeuges entsprechend ausgearbeitet wurden bzw. in den großen Querschnitt Verdrängerkörper fest eingebaut wurden, um so der Fluß im Werkzeug dem Profilqiicrschniu anzupassen Diese Maßnahmen versagen jedoch dann, wem während des F.xtrusionsvorganges Veränderungen ir der Temperatur, im Durchsatz usw. eintreten, die laufend die Fließgeschwindigkcil bzw. den Druck in dcrr Formwerkzeug verändern. Diese laufend eintretender Veränderungen in den Fließbedingungen können durch die bekannten Maßnahmen von festeingebauten Vcr drängerkörpern bzw. entsprechende Ilicßquerschnittc nicht mehr beeinflußt werden. Auch hier kann mit dci Steuerlamelle 25 Abhilfe geschaffen werden. Durch F.inbau der Steuerlamelle 25 nach F i g. 9a beispielsweise in den Qucrschnittbcreich des Profiles mit der größler Materialanhäufung ist es möglich, in diesem Bereich der Fluß im Werkzeug laufend, d. h. während des F.xtrusionsvorganges zu beeinflussen. Das Formwerkzeug das ein geteiltes Werkzeug ist, enthält das Werkzeugun tcrtcil 36a und das Werkzeugoberteil 366. Die Steuerlamelle 25 ist so in den Formgcbungsquerschniti des Formwerkzeuges nahe dem Austritt aus den· Formwerkzeug angeordnet, daß es gleichzeitig der verdickten Querschnittbcreich des Wulstes 24 gleichmäßig unterteilt. Die Sleuerlamelle 25 reicht hierbei nui über einen Teil der Höhe des Querschnittes. In det Fig. 9c ist eine Aufsicht auf die Steuerlamelle 25 dargestellt, während in Fig.9b eine Seitenansicht det Steuerlamelle 25 mit dem Einbau in das Werkzcuguntcrtcil 36a gezeigt ist. Die Maße der Steuerlamelle 25 richten sich hierbei nach den Fließquerschnitten innerhalb des Formwerkzeuges bzw. nach den Maßen des zu extrudierenden Profils 21. In dem gezeigten Beispiel beträgt die Länge 26 und die Höhe 23 der Sleuerlamelle 25 jeweils die dreifache Stegdickc (S) 22 des Profils 21. Verwendet man als Material für das zu extrudierende Profil 21 beispielsweise Hart-Polyvinylchlorid, so ist es mit der in F i g. 9a, b und c gezeigten Steuerlamelle 25 möglich, die Fließgeschwindigkeit im Bereich des Wulstes 24 des Profils 21 durch Verdrehen der Steuerlamelle schräg zur Flußrichtung um etwa 5" um 20% zu vermindern.

Eine solche Beeinflussung der Fließgeschwindigkeil innerhalb des Formwerkzeuges ist insoweit von erheblicher Bedeutung, als bereits geringe Temperaturschwankungen oder Materialansatzschwankungen die Fließverhältnisse in dem Schneckenextruder verändern und damit das Geradeauslaufen des Profiles aus dem Formgebungswerkzeug verändern. Für alle die Fälle nämlich, bei denen beispielsweise der verdickte Bereich des Wulstes 24 des Profils durch Veränderungen in den Extrusionsbedingungen plötzlich auch nur geringfügig schneller aus dem Formwerkzeug extrudiert wird als der schmale Steg des Profiles, tritt eine Krümmung des Profiles ein, die natürlich keineswegs erwünscht ist.

In der Fig. 10a ist ein schematischer Querschnitt durch das Werkzeugunterteil 36a und das Werkzeugoberteil 36b gezeigt, mit vollständig eingebauter Steuerlamelle 25, die über den in die Verstellwelle 4 gesteckten Hebel 28 in bezug auf die Flußrichtung schräg gestellt werden kann, wie aus der Aufsicht aul das Werkzeugunterteil 36a nach F i g. 10b zu ersehen ist

ierbei zeigt der Pfeil 18 die Drehrichtung an, wodurch ie Schrägstellung der Steuerlamelle 25 in bezug auf die lußrichlung 29 erfolgt. Der Austritt des Profils 21 aus em Formwerkzeug erfolgt an der Austrittsseile b/w. em Düsenmund 37.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern des Druckes und der Fließgeschwindigkeit von plastischen Stoffen im Bereich des Fließkanals zwischen dem Plasiifizierabschnitt und der Extrusionsdüse bzw. innerhalb der Extrusionsdüsc eines .Schneckenextruders, wobei im Fließkanal eine von außerhalb des FlieUkanals verstellbare und den gesamten Fließkanalquerschnitt beeinflussende .Steuerlamelle mit in Fließrichtung etwa linsenförmig verlaufendem Querschnitt angeordnet ist, die Sleuerlainelle zylindrische, gegebenenfalls abgestufte Ansätze zum abdichtenden Einbau in die Fließkanalwände aufweist und mit einer als Verstellwelle dienenden Verlängerung iles Ansatzes versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Steuerlamelle (2) quer zur Fließrichiung über die gesamte Fließkanalbreite konstant ist und die Steuerlamclle durch Drehung mittels der Verslellwelle(4) kontinuierlich verstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Fließriehtung etwa linsenförmig verlaufende Querschnitt der Steuerlainelle in den an die Fließkanalwände angrenzenden Bereichen verkleinert ist (Fig. J).

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Stcuerlamellcn (2) nebeneinander und/oder hintereinander im Fließkanalquerschnitt angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß i n Fließkanalqucrschniti eine obere und eine untere, einander in der Höhe ergänzende Sleuerlamdlen (2a, 2b) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlainelle (25) in einem Teilquerschniit des Fließkanals so angeordnet ist, daß die Fließgesehwindigkeit eines Teilstromes veränderbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sieuerlamelle (2) quer zur Fließrichtung nur über einen Teilquerschnitt des F ließkanals erstreckt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Steuerlamellcn (2) neben- und/oder hintereinander in dem Fließkanalquerschnitt angeordnet sind.