DE2534724B2 - Vorrichtung zum Extrudieren von gemusterten Bahnen oder Platten aus thermoplastischen Kunststoffmassen - Google Patents
Vorrichtung zum Extrudieren von gemusterten Bahnen oder Platten aus thermoplastischen KunststoffmassenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Extrudieren von gemusterten Batmen oder Platten aus
thermoplastischen Kunststoffmassen mit einer Breitschlitzdüse zum Extrudieren einer Grundfarbmasse und
mit wenigstens einem Zusatzextrusionswerkzeug für eine zusätzliche Farbmasse, wobei das als Breitschlitzdüse
ausgebildete Zusatzextrusionswerkzeug eine über die Breite der Breitschlitzdüse dt Grundfarbmasse sich
erstreckende Schnecke spe;st, deren Gehäusewandung
über eine Vielzahl von einzelnen Zi. uhrkanälen mit der
Vorlaufzone der Breitschlitzdüse der Grundfarbmasse verbunden ist Eine solche Vorrichtung ist aus der
DE-OS 20 31 668 bekannt.
Die zusätzliche Farbmasse wird bei der bekannten Vorrichtung über die Oberfläche der Schnecke geführt
und durch die einzelnen Zufuhrkanäle unterteilt und dann in Gestalt kleiner Flecken an der Oberfläche der
Grundfarbmasse eingebettet. Nachteilig hierbei ist, dau
die zusätzliche Farbmasse nicht innerhalb der Grundfarbmasse eingespeist werden kann.
Bei der Vorrichtung nach der US-PS 28 03 041 hingegen wird die mustermäßig zusätzliche Farbmasse
von einer Seite über die Mittelbohrung eines sich über die Breite der Breitschlitzdüse erstreckenden Drehschiebers
über eine Vielzahl am Umfang verteilter radial nach außen verlaufenden Einzelöffnungen übet Zufuhrkanäle
in dem ■ Hauptmassestrom eingespeist. Die Zufuhrkanäje münden in verschiedener oder gleicher
Höhe in den Grundfarbmassestrom ein. Diese Einspeisung über die Mittelbohrung des Drehschiebers
bedeutet unterschiedlich lange Verteilwege innerhalb des Drehschiebers zu den Einzelbohrungen und
Zufuhrkanälen. Je länger der Verteilweg, desto höher ist der Druckverlust, so daß sich aufgrund der ausgebildeten
unterschiedlichen Strömungsverhältnisse eine ungleichmäßige 'Verteilung der eingespeisten Farbmasse
über die Länge des Drehschiebers und damit der Breite der zu extrudierenden Bahn einstellt.
Auch in der DE-AS 15 54 863 ist eine Strangpresse beschrieben, mit der geschichtete Bahnen aus thermoplastischen
Kunststoffen, in deren eine Schicht eine zweite aus andersfarbigem Kunststoff eingebettet ist,
hergestellt werden. Hierbei wird ein Hauptstrom durch
eine Kammer über ein Mundstück extrudiert, und ein Nebenstrom in einer weheren Farbe hat sein Auslaßteil
innerhalb der Kammer der Hauptstromleitung. Das Auslaßteil ist dabei als eine quer zur Richtung der
Hauptstromleitung hin und her scbiebbare Gleitdüse ausgebildet, wobei der Austritt der Farbmassen aus der
Nebenstromleitung in Strömungsrichtung erfolgt ebenfalls von tiner Seite in axialer Längserstreckung der
Gleitdüse, so daß über die Länge der Gleitc'üse der
ίο Druck abfällt und damit eine gleichmäßige Verteilung
der zusätzlichen Farben über die gesamte zu extrudierende Breite der Bahn nicht erzielbar ist Deshalb ist
auch die zu extrudierende Breite beschränkt auf eine relativ kurze Länge dar Gleitdüse, die noch eine
is gleichmäßige Einspeisung der zusätzlichen Farbe über
die Plattenbreite bzw. Bahnenbreite gewährleistet Ein weiterer Nachteil der bekannten Strangpresse ergibt
sich durch die laminaren Strömungsvorgänge und das Einspeisen der zusätzlichen Farben in Strömungsrichtung,
da hierdurch die eingebrachten zusätzlichen Farben in gleichbleibenden Ebenen über die gesamte
Plattenbreite und Plattendichte angeordnet bleiben.
Das bedeutet, daß über den Querschnitt, insbesondere
über die Dicke der Platte gesehen eine nur geringe Musterung erreichbar ist Durch die Farbeinspeisung
quer zur Bahnbreite von einer Schmalseite des Werkzeuges innerhalb des Hauptmassestromes ist auch
eine direkte Steuerung an den einzelnen Austrittspunkten des Nebenstromes in den Hauptstrom nicht möglich.
Nach der Vorrichtung der US-PS 34 05 425 hingegen wird ein zusätzlicher in einen Grundfarbmessestrom
einzuspeisender Farbmassestrom mittels einzelner Zufuhrleitungen, die jeweils separat einstellbar sind in
der Durchflußmenge, aufgeteilt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Vorrichtung zu beheben und
für eine gleichmäßige Verteilung eines zusätzlichen Farbmassestromes und eine gleichmäßige Einspeisung
innerhalb eines Grundfarbmassestromes zu sorgen.
Auch bei großen extrudieren Bahiienbreiten soll eine
gleichmäßige Verteilung der einzelnen Farbmassen über die gesamte Bahnenbreite erzielbar und präzis
steuerbar sein, d. h. daß die verschiedenen Farbmasseströme bis zu ihrem Zusammenfließen gesteuert werden
sollen. Zugleich soll die Vorrichtung vielfältige Variationsmöglichkeiten der Musterung bei entsprechender
Reproduzierbarkeit derselben ermöglichen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei der eingangs genannten Vorrichtung dadurch gelöst, daß
"0 die Schnecke mit einer zentralen axialen Mittelbohrung
versehen ist, die über eine Vielzahl von Einzelbohrungen mit den Außennuten der Schnecke verbunden ist
und wobei die einzelnen Zufuhrkanäle in die Vorlaufzone für den Grundfarbmassestrom hineinragen.
Die Ausbildung der Verteileinrichtung als Schnecke, z. B, mit schraubenlinienförmig verlaufenden Außennuten,
die über eine Vielzahl von einzelnen Bohrungen mit der axialen Mittelbohrung des Drehschiebers in
Verbindung stehen, bewirken, daß die Förderwirkung der Außenschnecke in axialer Richtung praktisch
aufgehoben wird, da es zu einem entgegengesetzt gerichteten Rückfluß in der Mittelbohrung kommt.
Damit ist aber eine gleichmäßige Zuführung des Farbmassestromes zu den einzelnen Zufuhrkanälen
über die gesamte Breite der zu extrudierenden Bahn sichergestellt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise zum Extrudieren von mehrfarbigen thermoplaste
sehen Kunststoffbahnen aus Celluloseacetat oder
Celluloseacetobutyrat zum Herstellen von Grundmaterial beispielsweise für Brillen o, dgl. angewendet
werden. Insbesondere eignet sich die Vorrichtung zum
Herstellen solcher gemusterter Bahnen, bei denen in eine durchsichtige Farbgrundmasse zusätzliche Farbmassen
in ein oder mehr Farben eingelagert werden, wobei diese zusätzlichen Farbmassen in variablen,
jedoch reproduzierbaren, Mustern in der Grundfarbmasse verteilt werden. ι u
Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Beispiel erläutert Es zeigt
Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch ein Breitschlitzextrusionswerkzeug für mehrfarbig extrudierte
Bahnen aus thermoplastischen Kunststoffen is entsprechend Schnitt A/A nach Fig.4 ohne den
Drehschieber,
Fig.2 ein Detail vervollständigt mit Drehschieber
nach F ig. 1,
Fig.3 eine Aufsicht auf die untere Werkzeughälfte
des Breitschlitzdüsenwerkzeuges nach F i g. 1 und
Fig.4 einen vertikalen Querschnitt ;iurch das
Werkzeug nach F i g. t mit Detail F i g. 2.
Der zur Erzeugung der gemusterten thermoplastischen Bahn erforderOche Gmndfarbmassestrom 1 wird
Ober den Breitspritzkopf 2 mit der Breitschlitzdüse extrudiert. Dem Einspeisekanal 20 folgt die Breitschlitzdüsenverteilerzone
3, an die sich die Vorlaufzone 4 anschließt, die in den Düsenaustrittsspalt 21 übergeht
Der Bieitspritzkopf 2 besteht aus oberer und unterer
Werkzcughälfte. Um in diesem Grundfarbmassestrom 1 an den gewünschten beliebigen Stellen die zusätzlichen
Farbmassen einbringen zu können, werden in der Vorlaufzone 4 des Breitspritzkopfes 2 die röhrenartigen
Zufuhrkanäle 5 etwa senkrecht zur Wandung 6 der Vorlaufzone 4 angeordnet, wobei diese Zufuhrkanäle 5
sowohl an der oberen Werkzeughälfte als auch an der unteren Werkzeughälfte vorgesehen sind und damit
beidseitig aus der Wandung 6 heraus in die Vorlaufzone 4 hineinrafen. Die Tauchtiefe t, siehe Fig.2, der
Zufuhrkanäle 5 in die Vorlaufzone 4 bestimmt die Lage der Farbmasse innerhalb der extrudierten Bahnendicke,
während der Abstand der Zufuhrkanäle 5 in Querrichtung
a bzw. Längsrichtung b weitere Mustervariationen bringt «
Die Speisung dieser Zufuhrkanäi*. 5 der zusätzlichen
Farbmassen erfolgt durch Breitschlitzdüsenwerkzeuge 7, wobei sowohl an der oberen Werkzeughälfte als auch
an der unteren Werkzeughälfte des Breitspritzkopfes 2 je ein zusätzliches Breitschlitzdüsenwerkzeug 7 an- 3c
geordnet ist Ober diese Breitschlitzdüsenwerkzeuge 7 können gteiche oder unterschiedlich eingefärbte zusätzliche
Farbmassen in den Gmndfarbmassestrom 1 eingespeist werden. Die Breitschlitzwerkzeuge 7 können
in der Vorlaufzone 72 ebenfalls mit Staubalken 71 für die Regelung des Farbmassestromes ausgerüstet
sein.
Die rohrartigen Zufuhrkanäle 5 zum Einbringen der zusätzlichen Farbmassen können entsprechend den
gewünschten Mustern konstmiert sein, wobei die Länge, d.h. die Eintauchtiefe der Zufuhrkanäle 5 in die
Vorlaufzone 4 sich nach der Stelle richtet, an der die zusätzliche Farbe im Querschnitt der zu extrudierenden
Bahn liegen soll. Hierbei ist es auch möglich, die von der einen Seite, d. h. Werkzeughälfte zugeführte Farbmasse *>">
auch in der anderen Werkzeuggegenhälfte austreten zu lassen. Die rohrartigen Zufuhricanäle 5 sind bevorzugt in
Vorsprüngen 91 ausgebildet, wobei diese Vorsprünge 91 in ihrem Querschnitt beliebig gestaltet sein können.
Diese Vorsprünge 91 können z.B. ainen runden,
rechteckigen oder schwertförmigen Querschnitt und je nach Erfordernis einen oder mehrere Ziifuhrkanäle 5
aufweisen. In dem gezeigten Beispiel sind die Vorsprünge 91 jeweils mit zwei Zufuhrkanälen 5 ausgerüstet,
jedoch richtet sich diese ausschließlich nach den gewünschten Mustergebungen. Die Anordnung und
Ausgestaltung der Zufuhrkanäle 5 und der Vorsprünge 91 bestimmen die Musterbildung und die StrömungsVerhältnisse,
es ist daher vorgesehen, diese Zufuhrkanäle 5 auf auswechselbaren Trägern 9, z. B. zylindrischen
Buchsen 9, anzuordnen. Diese zylindrischen Buchsen
sind in die Werkzeughälften des Breitspritzkopfes 2 eingesetzt, so daß die Vorsprünge 91 in die Vorlaufzone
4 ragen. Die Speisung mit dem Farbmassestrom 11 erfolgt von den Breitschlitzdüsenwerkzeugen 7 über die
Vorlaufzone 72 durch Bohrungen 22 in dem Breitspritzkopf 2 in Einlaufbohrungen 93 der Buchse 9. Von den
Einlaufbohrungen 93 kommt der Farhmassestrom 11 in
die zentrale Bohrung 92, von wo sie in die einzelnen Zufuhrkanäle 5 gelangt Durch das vorgesehene
kombinierte Extrusionswerkzeug ist eine Aufgliederung der einzelnen Masseströme in Gmnd- und Zusatzfarben
möglich und das Einspeisen der Zusatzfarben von außen senkrecht in die Vorlaufzone 4 des Grundfarbmassestromes
1, wobei jeder Massestrom separat mechanisch und/oder thermisch gesteuert und geregelt werden
kann. Dadurch wird erreicht, da3 der Zufluß der
Farbmassen über die gesamte Breite gleichmäßig für die Grund- und Zusatzfarben ist Des weiteren wird eine
gleichmäßige Dicke und vor allem auch eine gleichmäßige Musterung über die gesamte Breite der extrudierten
Bahn erzielt
Zum Unterbrechen der Farbmasseströme zur weiteren Mustergestaltung sind zwischen den Breitschlitzdüsenwerkzeugen
7 und den Zufuhrkanälen 5 Schnecken 8 angeordnet die den Farbmassestrom intervallartig
unterbrechen. In dem dargestellten Beispiel ist eine Schnecke 8 vorgesehen, die in der zentralen Bohrung 92
de·· Buchse 9, die als Träger der Zufuhrkanäle 5 ausgebildet ist, angeordnet ist Die Schnecke 8 ist mit
schraubenlinienförmig umlaufenden Außennuten 10, eingängig oder mehrgängig ausgebildet, die eine mehr
oder weniger große Steigung aufweisen könnsn. Die Drehzahl der Schnecke 8 richtet sich nach der
gewünschten Musterausbildung. In der Schemazeichnung sind dreigängige Schnecken 8 dargestellt Da nun
solche Schnecken 8 bei ihrem Umlauf auch eine Förderwirkung in axialer Richtung, also quer zur
Bahnenbreite bringen und damit eine ungleiche Farbverteilung des durch die Breitschlitzdüsenwerkzejge
7 gleichmäßig angelieferten Materialstromes 11 bringen, wird durch besondere Ausbildung der Schnekke
8 dem entgegengewirkt und abgeholfen. Zu diesem Zweck ist die Schnecke 8 mit der zentralen Mittelbohrung
12 ausgerüstet. Diese Mittelbohrung 12 wird durch eine Vielzahl von Einzelbohrungen 13 mit dem
schraubenlinienförmig verlaufenden Außennuten 10 verbunden. Dadurch wird die Förderwirkung der
Schnecke 8 in axialer Richtung praktisch aufgehoben, da es zu einem entgegengesetzt gerichteten Rückfluß in
der Mittelbohrung 12 kommt. Damit ist aber eine gleichmäßige Farbmassezufuhr für alle Zufuhrkanäle 5
ermöglicht, auch be: intervallariiger Unterbrechung des
Farbmassestromes durch die Schnecke 8.
Da der aus dem Düsenaustrittsspalt 21 austretende Massestrom sich aus mehreren einzelnen Farhmasse-
strömen zusammensetzt, kann die Summieru.ig der
einzelnen Farbmasseströme eine wiederum ungleiche Gesamtdicke erbringen. Aus diesem Grunde ist die
Austrittsdüse 21 des Breitspritzkopfes 2 mit der verstellbaren Lippe 17 zur mechanischen Nachstellung
und einer thermischen Regelung 18 ausgerüstet.
Die Anordnung der Schnecke 8 innerhalb der Buchse 9 mit den Zufuhrkanälen S ist in der F i g. 2 dargestellt,
während in Fig. 1 die Buchse 9 ohne Schnecke 8 dargestellt ist. Aus der Aufsicht nach F i g. 3 ist des
weiteren die Anordnung der einzelnen Zufuhrkanäle 5 mit den Vorsprüngen 91 der Buchse 9 in der einen
Werkzeughälfte des Breitspritzkopfes 2 zu ersehen, woraus gleichzeitig die Ausbildung der Breitschlitzdüse
und die Anordnung der Zufuhrkanäle 5 innerhalb der Vorlaufzone 4 sichtbar ist. Mit 16 sind hier zusätzliche
Heizelemente außenseitig des Breitspritzkopfes 2 bezeichnet, die der thermischen Regelung des Werkzeuzusätzlichen
Farbmasseströme über zusätzliche Breitschützwerkzeuge 7 in den Grundfarbmassestrom des
Breitspritzkopfes 2 im Bereich der Vorlaufzone 4 dargestellt. Hierbei ist auch beispielsweise die versetzte
Anordnung der Zufuhrkaniile 5 in der oberen und unteren Werkzeughälfte zu ersehen, wodurch eine feine
gleichmäßige Verteilung der zusätzlich eingespeisten Farbmassen in den Grundfarbmassestrom erreicht wird.
Die Eintauchtiefen der Vorsprünge 91 und damit der
ίο Farbmasseaustritt aus den Zufuhrkanälen 5 in den
Grundfarbmassestrom kann variieren.
Gegenüber den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist es mit der Erfindung möglich, eine
vorherbestimmbare gleichmäßige Farbeinbringung über große Breiten einer Breitschlitzdüse mit einer
präzisen Steuerung der verschiedenen Masseströme zu erreichen. Es sind nicht nur zahlreiche verschiedenartige
Muster erzielbar, sondern dieselben auch reproduzier-
r (~ilia\'ltät
Claims (1)
- Patentanspruch:Vorrichtung zum Extrudieren von gemusterten Bahnen oder Platten aus thermoplastischen Kunststoffmassen mit einer Breitschlitzdüse zum Extrudieren einer Grundfarbmasse und mit wenigstens einem Zusatzextrusionswerkzeug für eine zusätzliche Farbmasse, wobei das als Breitschlitzdüse ausgebildete Zusatzextrusionswerkzeug eine über die Breite der Breitschlitzdüse der Grundfarbmasse sich erstreckende Schnecke speist, deren Gehäusewandung über eine Vielzahl von einzelnen Zufuhrkanälen mit der Vorlaufzone der Breitschlitzdüse der Grundfarbmasse verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (8) mit einer zentralen axialen Mittelbohrung (12) versehen ist, die über eine Vielzahl von Einzelbohrungen (13) mit den Außennuten der Schnecke (8) verbunden ist und wobei die einzelnen Zufuhrkanäle (5) in die Vorlaufzone (4) für den Grundfarbmassestrom (1) hineinragen.
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