DE2621465C3

DE2621465C3 - Verfahren zum Extrudieren eines aus Abschnitten unterschiedlicher Wanddicke bestehenden Kunstharzstrangs

Info

Publication number: DE2621465C3
Application number: DE2621465A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Asaka Saitama Kita; Takahiro Kamifukuoka Saitama Komiya
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1975-05-16
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1981-11-05
Also published as: DE2621465B2; US4110394A; CA1074521A; GB1553621A; JPS51134752A; DE2621465A1; IT1061554B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den im Oberbegriff des vorstehenden Patentanspruches angegebenen Merkmalen. Ein Verfahren mit diesen Merkmalen ist im wesentlichen aus der DE-AS 15 54 833 bekannt. Insbesondere ist es aus dieser Auslegeschrift bekannt, bei der Herstellung von Nylonfäden die Schneckendrehzahl einer Extmderschnecke und die Geschwindigkeit, mit welcher das zu extrudierende Material in den Extruder eingebracht wird, so zu steuern, daß von der Auslaßöffnung des Extruders ein konstanter Druck aufrechterhalten wird. Ein leichter Anstieg der Druckanzeige ruft bei dem bekannten Verfahren sofort eine entsprechende Verkleinerung der Schneckendrehzahl und/oder Einspeisgeschwindigkeit hervor.

Aus der CH-PS 4 17 060 ist bereits ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoffrohren mit mindestens an einem Ende auf eine bestimmte Länge erhöhtem Wandquerschnitt bekannt, bei welchem ein abschnittsweises Stauchen des Kunstharzstranges dadurch hervorgerufen wird, daß in der Zeiteinheit mehr Werkstoff aus der Extruderdüse ausgepreßt als von einer Abzugseinrichtung abgezogen wird. Dazu wird zeitweilig die Geschwindigkeit der Abzugseinrichtung verringert.

Als nachteilig am bekannten Stand der Technik, insbesondere an dem aus der DE-AS 15 54 833 bekannten Verfahren, wird empfunden, daß zwischen der Steigerung der dem Extruder zugeführten Menge und dem Austreten einer erhöhten Extrudatmenge aus der Extruderdüse ein gewisser Zeitraum vergeht, wodurch die Ansprechgenauigkeit und als Ergebnis wiederum die Maßhaltigkeit der verdickten Strangabschnitte nur gering ist.

Somit führt das Arbeiten nach dem bekannten Stand der Technik zu einem Arbeitsablauf, bei welchem die Extrudatmenge erst nach gewisser zeitlicher Verzögerung auf die veränderte Schneckendrehzahl und veränderte Zufuhrmenge anspricht

Aus der CH-PS 4 06 620 ist ferner ein Verfahren

bekannt, bei welchem veränderte Extrudatmengen

dadurch hervorgebracht werden, daß der Austrittspalt

der Extruderdüse entsprechend der angestrebten Wanddickenänderung vergrößert bzw. verkleinert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

Verfahren der aus der DE-AS 15 54 833 bekannten

ίο Gattung so auszubilden, daß ein rascheres Ansprechen der erzielten Wanddickenänderung auf eine Änderung von Schneckendrehzahl und Zuführmenge erzielbar ist. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß als Folge der erfindungsgemäßen Über- und Unterregelungen von Zuführmenge und Schneckendrehzahl ein rascheres Ansprechen der zu verändernden Extrudatmenge auf die Regefungsmaßnahmen erzieh wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigt

F i g. 1 einen schematisch dargestellten Schnitt durch eine zum Ausführen der Erfindung geeignete Vorrichtung und die

F i g. 2 bis 5 graphische Schaubilder, bei welchen jeweils über die Zeit der Verlauf der in der Zeiteinheit zugeführten Zuführmenge F, die Drehzahl N der Extruderschnecke, der Füllungsgrad K und die Kunstharzmenge Q an ausgegebenem Extrudat dargestellt sind, wobei F i g. 3 den erfindungsgemäßen Arbeitsablauf illustriert.
F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Extrudieren von aus Abschnitten unterschiedlicher Wanddicke bestehenden Kunstharzsträngen. Diese Vorrichtung besitzt eine Zuführeinrichtung 2, die das zu verarbeitende Material einem Extruder 3 zuführt. Ferner besitzt die Vorrichtung ein Mundstück 4, eine Einrichtung 5 zum Einstellen des Extrudat-Außendurchmessers, einen Kühlwasserbehälter 6 sowie eine Abzugseinrichtung 7.

Ein Kunstharzpulver oder -granulat wird von einem Vorratsbehälter 1 mit Hilfe der Zuführeinrichtung 2 dem Extruder 3 zugeführt. Das Kunstharz wird in dem Extruder 3 gemischt und geschmolzen, in Rohrform durch das Mundstück 4 ausgestoßen, durch die Einrichtung 5 zur Einstellung des Außendurchmessers geführt, im Kühlwasserbehälter 6 abgekühlt und von der Abzugseinrichtung 7 abgezogen.

Die Zuführeinrichtung 2 kann einen Schneckenförderer enthalten, wie in der Zeichnung dargestellt. Die Zuführeinrichtung 2 wird mit Hilfe einer zweiten Antriebseinrichtung 21 angetrieben, um das Kunstharz dem Extruder 3 zuzuführen.

Dieser Extruder 3 ist so gebaut, daß eine Vielzahl von Schnecken 31 unter gegenseitigem Eingriff in einem Zylinder angeordnet sind. Die Schnecken 31 werden mit Hilfe einer ersten Antriebseinrichtung 32 angetrieben und das vermischte und geschmolzene Kunstharz wird in Rohrform durch das Mundstück 4 extrudiert. Die Drehzahlen der ersten Antriebseinrichtung 32 für die Schnecken 31 und der zweiten Antriebseinrichtung 21 für die Zuführeinrichtung 2 können mit Hilfe einer

*"> Steuereinrichtung 8 in vorbestimmter Beziehung zueinander verändert werden.

Wird die Drehzahl der Schnecken 31 des Extruders 3 vergrößert oder vermindert, so bedeutet das, daß die

Menge an gefördertem Kunstharz vergrößert oder verringert wird, wozu gleichzeitig die Drehzahl der Zuführeinrichtung 2 verändert wird. Dadurch ist es möglich, den Füllungsgrad K des Kunstharzes konstant einzustellen. So wird z. B. die Drehzahl der Schnecken 31 des Extruders 3 mit Hilfe der Steuereinrichtung 8 um etwa das zweifache der vorherigen Drehzahl über eine vorbestimmte Zeitdauer in vorbestimmten Abständen während des Extrudierens gesteigert Zu diesem Zeitpunkt wird die von der Zuführeinrichtung 2 geförderte Kunstharzmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl der Schnecken 31 in dem Extruder 3 derart erhöht, daß etwa die doppelte Menge geschmolzenen Kunstharzes in Rohrform an dem Mundstück 4 extrudiert wird, ohne daß sich der Füllungsgrad K im Extruder 3 wesentlich ändert, wobei der Außendurchmesser des Rohres 9 mit Hilfe der Einrichtung 5 eingestellt wird, ohne daß die Abzugsgeschwindigkeit des Rohres 9 in der Abzugseinrichtung 7 verändert wird. Dies hat zur Folge, daß die Dicke der Wand des Rohres 9 in radialer Richtung zunimmt und ein verdickter Abschnitt gebildet wird, der etwa doppelt so dick ist, wie das Rohr 9, welches vor der Erhöhung der Drehzahl und der Zuführmenge erzeugt wurde.

Vorzugsweise sind in der Einrichtung 5 zur Einstellung des Außendurchmessers Nuten ausgebildet, um zu erreichen, daß das Rohr 9 in engere Berührung mit der Innenoberfläche der Einrichtung 5 gelangt. Die Nuten sind an ein Unterdruckrohr angeschlossen, mit dessen Hilfe die zwischen dem Rohr 9 und der Innenfläche der Einrichtung 5 vorhandene Luft abgesaugt wird. Die gleiche Wirkung kann auch dadurch erzielt werden, daß ein unter Druck stehendes Medium, wie Druckluft, in das Rohr 9 eingeführt wird.

Auf diese Weise läßt sich kontinuierlich ein Rohr 9 herstellen, bei welchem abwechselnd wandungsmäßig dünne Abschnitte 91 und wandungsmäßig dicke Abschnitte 92 vorhanden sind. Es ist auch möglich, trogartig ausgebildete Erzeugnisse mit unterschiedlichen Wanddicken in Extruderrichtung herzustellen, indem ein Mundstück 4 benutzt wird, welches einen trogartig gestalteten Austrittsspalt oder einen plattenartig gestalteten Ausgangsschlitz besitzt. Es sind dann entsprechende Einrichtungen zur Gestaltung der Außenoberfläche und Wasserbehälter für Kühlzwecke zu benutzen.

In den F i g. 2 bis 5 sind alle Kurvenzüge über der Zeit als Abszisse aufgetragen. Mit dem Buchstaben Fist die Zuführmenge an Kunstharz bezeichnet, die je Zeiteinheit dem Extruder 3 zugeführt wird. Mit dem Buchstaben N ist die Drehzahl der Schnecken 31

ίο bezeichnet, während der Buchstabe K den Füllungsgrad des Extruders bezeichnet und mit dem Buchstaben <?die in der Zeiteinheit extrudierte Kunstharzmenge bezeichnet ist. Die Fig.4 und 5 beziehen sich auf Fälle, bei denen lediglich die je Zeiteinheit zugeführte Zuführmenge F bzw. die Drehzahl N der Schnecken 31 vei^größert wurde. Die Einwirkungen auf die extrudierten Kunstharzmengen ζ) sind in den Fi g. 4 und 5 durch die Kurven Q veranschaulicht. Dies ist mit der Darstellung in Fig.2 zu vergleichen, weiche sich auf den Fall bezieht, daß sowohl die je Zeiteinheit zugeführte Zuführmenge F als auch die Drehzahl N verändert wurden. Es ist eine bessere Steuerung der exirudierten Kunstharzmenge Q zu beobachten als bei der den F i g. 4 und 5 zugrunde liegende Arbeitsweise.

Trotzdem ist die Ansprechzeit der in der Zeiteinheit extrudierten Kunstharzmenge Qetwas verzögert, wie in den vorstehend genannten Figuren durch gestrichelte Linien dargestellt, was die Folge einer Änderung des Füllungsgrades K im Extruder ist, die wiederum durch den Wechsel des Fließwiderstandes des Kunstharzes beim Fließen durch das Mundstück 4 hervorgerufen ist, der sich mit der extrudierten Kunstharzmenge ζ) ändert.

Um das verzögerte Ansprechen zu beseitigen, wird

die Drehzahl Λ/der Schnecken 31 und die Zuführmenge

J5 F anfänglich für eine kurze Zeitdauer stärker als erforderlich gesteigert. Werden die Schnecken 31 wieder auf ihre ursprüngliche Drehzahl N gebracht, so wird die Drehzahl N zunächst für eine kurze Zeitdauer unter die Ausgangsdrehzahl und die Zuführmenge F unter die Ausgangsmenge abgesenkt. Dieser erfindungsgemäße Verfahrensverlauf ist in F i g. 3 dargestellt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1
Patentanspruch:

Verfahren zum Extrudieren eines aus Abschnitten unterschiedlicher Wanddicke bestehenden Kunstharzstrangs, bei dem zur Vergrößerung bzw. Verminderung der Wanddicke während eines der jeweils angestrebten Abschnittslänge entsprechenden Zeitraumes der Kunstharzstrang schneller bzw. langsamer ausgepreßt als abgezogen wird, indem zur Konstanthaltung des Füllungsgrades der Extruderschnecke die dem Extruder zugeführte Zuführmenge an Kunstharz und die Schreckendrehzahl gleichzeitig und in gleichem Maß gesteigert bzw. verringert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem jeweils vorgesehenen Zeitpunkt der Steigerung der Zuführmenge und der Schneckendrehzahl zunächst die Zuführmenge und die Schneckendrehzahl über die vorgesehene gesteigerte Zuführmenge bzw. Schneckendrehzahl hinweg gesteigert und sodann auf die vorgesehenen gesteigerten Werte gesenkt werden und zu dem vorgesehenen Zeitpunkt der Verminderung der Zuführmenge und der Schneckendrehzahl zunächst die Zuführmenge und die Schneckendrehzahl unter die vorgesehenen verminderten Werte gesenkt und dann auf die vorgesehenen verminderten Werte angehoben werden.