DE2625786C3 - Strangpreßkopf zum Herstellen eines Hohlstranges aus thermoplastischem Werkstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strangpreßkopf zum Herstellen eines Hohlstranges aus thermoplastischem Werkstoff mit einem von einem Gehäuse und einem konzentrisch zu diesem angeordneten Dorn begrenzten Stauraum, mit einem im Stauraum axial verschiebbaren Ringkolben und mit zwei oder mehreren Kanälen, die als Ringschlitze auslaufen und deren Werkstoffströme sich vereinigen.

Aus der DE-OS 21 00 192 ist ein Strangpreßkopf der vorgenannten Art bekannt, wobei die hohlzylinderartigen Mündungen nur durch eine dünne Büchse voneinander getrennt sind und auf der gleichen Seite des Ringkolbens in einen ringförmigen Kanal münden, so daß die Wiedervereinigung der getrennten Werkstoffströme bereits vor dem Speicherraum und vor der S'elle des Wirksamwerdens des Ringkolbens vorgenommen wird. Die beiden Werkstoffströme werden durch herzkurvenförmige Kanäle erzeugt, wcbei sich infolge dieser herzkurvenförmigen Kanäle an den

ίο Wiedervereinigungsstellen der Herzkurvenspitze Dünnstellen im Werkstoff bilden. Dabei sind Verschiebungen in den Masseströmungen gegeneinander feststellbar, woraus im ausgepreßten Material unterschiedliche Spannungen folgen, die sich im Extrudat als Fehlstellen bemerkbar machen, und zwar vor allem deshalb, weil die Werkstoffströme sich unter Spannung miteinander vereinigen und keine Gelegenheit haben, die Spannungen auszugleichen.

Aus der Zeitschrift »Kunststoffe« 66 (1976), Seiten 15 bis 17, ist ferner ein Strangpreßkopf mit einer einzigen hohlzylinderartigen Mündung in den Stauraum bekannt Bei diesem Strangpreßkopf sind zwischen dem Dorn | und dem Gehäuse Stege zur Abstützung des Domes % vorgesehen, die durch ein Ringstück miteinander verbunden und auf zwei unterschiedlichen Durchmessern versetzt zueinander angeordnet sind. Auch hier ergeben sich Fehlstellen im Extrude t, weil der Werkstoffstrom durch die Stege aufgetrennt wird und eine spannungsfreie Wiedervereinigung der Werkstoffstroniteile nicht möglich ist

Es kommt hinzu, daß bei beiden vorerläuterten bekannten Strangpreßköpfen leicht eine nachteilige Relativbewegung zwischen den aus den Mündungen stammenden Werkstoffströmen auftritt Um Nachteile bei den herzustellenden Behältern zu vermeiden, sind gleiche Geschwindigkeiten der im Zufuhrkanal gebildeten Einzelströme erforderlich. Es ist um so schwieriger, die Widerstände in den Kanälen entsprechend abzustimmen, je höher die Geschwindigkeit der Werkstoffe in diesen Kanälen ist.

Des weiteren ist aus der DE-OS 22 50151 ein Extrusionswerkzeug zum Herstellen einer Mehrschichtschlauchfolie mit zwei konzentrisch im Werkzeuggehäuse angeordneten Dornen bekannt, in denen voneinander getrennte Schmelzkanäle ausgebildet sind, an die sich in Extrusionsrichtung konzentrische Düsenringspalte anschließen, von denen der äußere mit Hilfe eines äußeren, ringförmigen Bauteils und der innere mit Hilfe eines inneren, platten- oder ringförmigen Bauteils einstellbar ist, wobei ferner ein im inneren Dorn abgestützt angeordneter Hebel vorgesehen ist, dem die Verstellmittel am freien, aus dem Werkzeug an der dem Düsenspalt abgewandten Seite herausgeführten Ende zugeordnet sind. Auch hier ergibt sich nicht die Wirkung einer Spannungsfreiheit in der Masse, da sich die Schlauchfolien nach dem Austritt aus der Düse unmittelbar vereinigen.

Schließlich ist noch aus der DE-AS 14 52179 ein Strangpreßkopf zur Herstellung der Isolierung elektrischer Kabel bekannt, wobei die Kunststoffströme durch mehrere in Hohldornen eingearbeitete herzkurvenförmige Kanäle erzeugt werden, die auf dem Umfang zueinander versetzt sind. Auch hier treten wieder die zu Anfang erläuterten Fehlstellen im Extrudat auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mindestens zwei Kanäle zum Zuführen des Werkstoffes aufweisenden Strangpreßkopf zu schaffen, durch den Fehlstellen im Extrudat vermieden

werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kanäle durch mindestens je einen Teil des Ringkolbens getrennt voneinander in den Stauraum münden. Durch diese besondere Ausbildung und Anordnung des Ringkolbens wird der Vorteil erzielt, daß die Wiedervereinigungsstelle der getrennten Werkstoffströme in den Stauraum hineinverlegt wird, so daß sich eine Spannungsfreiheit im Extrudat bzw. bereits im auszupressenden Werkstoff ergibt. Außerdem wird durch die unmittelbare und getrennt erfolgende Einspeisung der Werkstoffströme in den Stauraum erreicht, daß die Geschwindigkeit der Einzelströme während der Vereinigung sehr gering ist. Schließlich kann der Strangpreßkopf auf diese Weise raumsparend und stabil ausgebildet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

in der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung im Schema dargestellt, und zwar l sigen j, Fig. 1, 3, 5 und 7 je einen Längsschnitt durch !unterschiedliche Ausführungsbeispiele entsprechend ifden Schnittlinien I-I in Fig.2, III-I1I in Fig.4, V-V in {Ρ ig. 6 und VII-VII in F ig. 8,

F i g. 2,4,6 und 8 Querschnitte durch die Ausführungsbeispiele nach den Schnittlinien H-II in Fig. 1, IV-IV in F i g. 3, VI-VI in F i g. 5 und VIII-VIII in F i g. 7.

Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei gleichartigen Teilen zur Kennzeichnung des Unterschieds ein Kleinbuchstabe anpehängt ist

Der Strangpreßkopf nach den Fig. 1 und 2 hat ein nach Art eines Hohlzylinders ausgebildetes Gehäuse 1, in das eine äußere Büchse 2 und "' . .nnere Büchse 3 eingesetzt sind. Die äußere Büchse 2 steht mit ihrer kegelförmigen Unterseite auf einem kegelförmigen Teil 4 des Gehäuses 1 auf. Die innere Büchse 3 hat an ihrer Oberseite einen nach außen ragenden Flansch 5, der die äußere Büchse 2 und das Gehäuse 1 überragt und auf diesem aufsteht. In der Mitte des Gehäuses ist ein Dorn 6 angeordnet, der an seinem kegelförmigen oberen Ende in einer entsprechenden Ausnehmung der inneren Büchse 3 sitzt und mit einer Mutter 7 in der inneren Büchse gehalten ist. Zwischen der äußeren Büchse 2 und der inneren Büchse 3 ist ein Ringkolben 8 axial verschiebbar gelagert, der von außen mittels Stangen 9 antreibbar ist, die nicht alle dargestellt sind.

Auf der Außenseite der äußeren Büchse 2 ist ein herzkurvenförmiger Kanal 10 vorgesehen, der den von einem Zufuhrkanal 11 stammenden Werkstoff gleichmäßig auf dem Umfang der äußeren Büchse 2 verteilt, so daß er am Mündungsschlitz 12 des herzkurvenförmigen Kanals 10 in Form eines Schlauches austritt.

Auf der Außenseite des Domes 6 ist eben'alls ein herzkurvenförmiger Kanal 13 vorgesehen, der zusammen mit der kegelförmigen Innenfläche der inneren Büchse 3 gebildet wird und durch dessen Mündung 14 der durch einen Zufuhrkanal 15 herangeführte Werkstoff in Form eines Schlauches austritt. Die auf einem gleichen Durchmesser angeordneten Teile der Zufuhrkanäle 11 und 15 münden in einen radial angeordneten Zufuhrkanal 16, wobei im Bereich der Mündung ein Trennkeil zum Trennen des durch den Zufuhrkanal 16 herangeführten Werkstoffes in zwei Teilströme dient. Der Zufuhrkanal 16 ist an einen nicht dargestellten Extruder angeschlossen. Die Zufuhrkanäle 11 und 15 können auch getrennt voneinander an unterschiedliche Extruder angeschlossen sein, die unterschiedlich gefärbte und/oder verschiedenartige Werkstoffe extrudieren. Während sich der Zufuhrkanal 11 nur auf einen Teil des Umfanges der äußeren Büchse 2 erstreckt, durchsetzt der Zufiihrkanal 15 entsprechend Fig.2 die äußere Büchse 2 und die innere Büchse 3.

Unterhalb des in seiner angehobenen Lage dargestellten Ringkolbens 8 ist ein vom Gehäuse 1 und vom Dorn 6 begrenzter Stauraum 17 vorgesehen. Dieser ist an seiner Unterseite durch einen im Querschnitt keilförmigen und auf seiner Innenseite eine Kegelfläche aufweisenden Begrenzungskörper 18 auf Seiten des Gehäuses 1 und durch eine kegelförmige Enveitening 19 des Domes 6 begrenzt Dieser Erweiterung folgt nach einem kurzen zylinderförmigen Zwischenstück 20 eine kegelförmige Verengung 21, der sich nach einem zylinderförmigen Teil 22 wieder eine kegelförmige Erweiterung 23 anschließt Der obere Teil der kegelförmigen Verengung 21 befindet sich im Bereich des unteren Teiles des Begrenzungskörpers 18. Der KegelwinkeJ der Innenseite des Begrenzungskörpers 18 entspricht dsm Kegelwinkel der kegelförmigen Verengung 21. Ein unterhalb des Gehäuses 1 angeordneter Düsenkörper 24 ist durch einen am Gehäuse 1 angebrachten Ringkörper 25 gehalten. Die Innenseite des Düsenkörpers 24 ist den Teilen 21 bis 23 des Domes 6 unter Freilassen eines ringförmigen Zwischenraumes angepaßt, der sich in Richtung zur Mündung 26 des Düsenkörpers 24 stetig leicht verengt

Der Ringkolben 8 ist an seinem dem Begrenzungskörper 18 benachbarten Teil im Querschnitt nach Art eines gleichseitigen Dreieckes ausgebildet. Der Ringkolben 8 ist mittels der Stangen 9 senkbar und durch den in den Stauraum 17 fließenden Werkstoff hebbar. Sein im Querschnitt dreieckförmiger Teil entspricht dem Innenkegel des Begrenzungskörpers 18 und der kegelförmigen Erweiterung 19 des Domes 6. In der untersten Lage des Ringkolbens 8 ist ein Abstand zwischen dem Begrenzungskörper 18 und der kegelförmigen Erweiterung 19 des Dornes 6 vorhanden, wie er zwischen der Wand des Dornes 6 und der Innenwand des Ringkolbens 8 einerseits und der Außenseite das Ringkolbens 8 und der Innenwand des Gehäuses 1 andererseits vorhanden ist. Der in den Stauraum 17 über den Mündungsschlitz 12 und die Mündung 14 in plastischem Zustand eingespeiste Werkstoff hebt den Ringkolben 8 an, der im Verlaufe seines Senkvorganges den im Stauraum 17 gespeicherten Werkstoff aus der Mündung 26 austreibt.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach den Fig.3 und 4 trägt die hier mit 2a bezeichnete äußere Büchse ebenfalls eine Herzkurve auf ihrer Außenseite, während ihre Innenseite wie beim ersten Ausführungsbeispiel teilweise als Gleitfläche für den Ringkolben 8 dient. Die innere Büchse 3a ist mit dem Dorn 6a einstückig ausgebildet. Der nicht bis zur Höhe des Flansches 5 reichende Dorn 6a ist auf seiner kegelförmigen Oberseite von einem Füllstück 7a abgedeckt. Der mit 15a bezeichnete Zufuhrkanal ist in Verlängerung des Zufuhrkanals 16 weitergeführt und reicht bis zur Mitte des Füllstückes 7a, das an seiner Unterseite eine kegelförmige Erweiterung hat, in die die Kegelspitze des Dornes 6a hineinragt. Hierdurch wird ein hohlkegelförmiger Kanal 13a geschaffen, der sich in dem aus dem Dorn 6a und der inneren Büchse 3a gebildeten Teil als hohlzylindrischer Kanal fortsetzt und in einem nach außen sich erweiternden kegelförmigen Teil endet, an dessen Ende sich die Mündung 14 im Bereich des

unteren Endes des hochgezogenen Ringkolbens 8 befindet. Die innere Büchse 3a und der Dorn 6a sind durch im Ringkanal 13a vorhandene Stege 27 miteinander verbunden, die zwischen sich Raum für den Durchtritt von plastischem Werkstoff frei lassen.

Beim dritten Ausführungsbeispiel nach den Fig.5 und 6 liegt die Außenseite des Ringkolbens 86 ah der Innenseite des Gehäuses 16 an, und die Innenseite des Ringkolbens Sb liegt an der Außenseite des in diesem Bereich zylindrisch ausgebildeten Domes 6b an. Der Ringkolben Sb hat sowohl an seiner Außenseite als auch an seiner Innenseite je eine herzkurvenförmige Vertiefung, wobei die Vertiefung auf der Außenseite mit der Innenwand des Gehäuses ib einen Kanal iOb und die auf der Innenseite des Ringkolbens 8b angeordnete Vertiefung mit dem Dorn 66 einen Kanal 136 bildet. Der Kanal 106 ist mit einem darüber angeordneten Teleskoprohr 28 verbunden und der Kanal 136 mit einem darüber angeordneten Teleskoprohr 29. Die Teleskoprohre 28 und 29 ragen in entsprechende Kanäle im Ringkolben 86 hinein und sind an ihren erweiterten Kopfstücken jeweils zwischen dem Gehäuse 16 und dem Flansch 56 in ihrer Lage gehalten. Der Ringkolben 86 verschiebt sich gegenüber den Teleskoprohren 28 und 29 während seiner Hub- und Senkbewegung. Die Unterseite des Ringkolbens ist im Querschnitt ebenfalls als gleichschenkliges Dreieck ausgebildet.

Die Zufuhrkanäle 116 und 156 sind zum Zufuhrkanal 166 symmetrisch angeordnet und führen jeweils zum Innenraum des Teleskoprohres 28 bzw. 29.

Es ist möglich, an jedes der Teleskoprohre 28 und 29 einen besonderen Extruder anzuschließen. Für die Herstellung der inneren und/oder äußeren Schicht kann jeweils mehr als ein Teleskoprohr vorgesehen sein, das jeweils an einen besonderen Extruder angeschlossen ist. Dies ist vor allem für die Herstellung großer Behälter von Vorteil. Wenn der Werkstoff einer Schicht von mehr als einem Extruder gefördert wird, so können unterschiedliche z.B. verschiedenfarbige Werkstoffe verwendet werden. Die eine Schicht bildenden Teilströme liegen einander diametral gegenüber. Können aus konstruktiven Gründen die jeweils ein Paar Teiiströme verbindenden gedachten Linien von zwei Paar Teilströmen nicht senkrecht zueinander angeordnet werden, so wirkt sich dies beim Anmeldungsgegenstand kaum nachteilig aus.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel nach den F i g. 7 und 8 ist eine Ausnehmung für einen herzkurvenförmigen Kanal 13 am Dorn 6c vorgesehen, die durch die Büchse 3c begrenzt den Kanal 13 bildet. Der Kanal 10c wird von zwei Teilen des Ringkolbens 8c gebildet, dessen innerer Teil 30 die Ausnehmung trägt und dessen äußerer Teil 31 mit seiner Innenseite die Ausnehmung begrenzt. Die beiden Teile 30 und 31 sind an ihren miteinander verbundenen Seiten gestuft ausgebildet und an ihrer Unterseite nach außen kegelförmig abgeschrägt. Der Kanal 10c steht mit dem Teleskoprohr 28 in Verbindung, dessen erweiterter Kopf zwischen dem Gehäuse Ic und der Büchse 3c angeordnet und am Gehäuse Ic befestigt ist. Die nach außen sich erstreckende kegelförmige Erweiterung 19c des Domes 6c ist der Unterseite des Ringkolbens 8c angepaßt und die nach unten sich erstreckende kegelförmige Verengung 21c dem Begrenzungskörper 18. Der zunächst auf der Außenseite der Büchse 3c verlaufende Zufuhrkanal 15c ist in seinem Endteil durch diese Büchse bis zum Dorn 6c hindurchgeführt (F i g. 8). Der Ringkolben 8c hat auf seiner Außenseite eine verhältnismäßig lange Führung im Gehäuse Ic.

Wenn der herzkurvenförmige Kanal 13 auf dem Außenumfang des Domes 6c dem herzkurvenförmigen Kanal 10 des ersten Ausführungsbeispiels entspricht, ist der Ringkolben an seiner Unterseite nach der anderen Richtung abgeschrägt und auf dem Dorn geführt, der bis in den Düsenkörper 24 hinein zylindrisch ausgebildet ist und zwischen dessen zylindrischem Teil einerseits und dessen zylinderförmigem Teil 22 andererseits nur eine kurze kegelförmige Verengung 21 vorhanden ist

Beim vierten Ausführungsbeispiel nach den F i g. 7 und 8 ist es möglich, auf der Außenseite des Ringkolbens 8c eine zusätzliche herzkurvenförmige Ausnehmung vorzusehen, die auf der Außenseite durch das zylinderförmige Gehäuse Ic begrenzt ist Jedem der in diesem· Fall drei herzkurvenförmigen Kanäle kann jeweils von einem besonderen Extruder ein plastischer Werkstoff zugeführt werden, der von dem von einem anderen Extruder erzeugten Werkstoff verschieden ist Es können hiermit also Schläuche extrudiert werden, die von außen nach innen gesehen drei verschiedene Schichten aufweisen, die unterschiedliche Farbe und/ oder unterschiedliche Eigenschaften und/oder unterschiedliche Kunststoffe aufweisen können.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Strangpreßkopf zum Herstellen eines Hohlstranges aus thermoplastischem Werkstoff mit einem von einem Gehäuse und einem konzentrisch zu diesem angeordneten Dorn begrenzten Stauraum, mit einem im Stauraum axial verschiebbaren Ringkolben und mit zwei oder mehreren Kanälen, die als Ringschlitze auslaufen und deren Werkstoffströme sich vereinigen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (10, 13) durch mindestens je einen Teil des Ringkolbens (8) getrennt voneinander in den Stauraum (1.7) münden.

2. Strangpreßkcpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündungsschlitz (12) des einen Kanals (10) den Außenmantel des Ringkolbens (8) umgibt

3. Strangpreßkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Ringkolbens (8) am stauraumseitigen Ende nach Art eines gleichschenkligen Dreiecks auslaufen, und daß das Gehäuse (1) und der Dorn (6) diesem keilförmigen Ende des Ringkolbens angepaßt sind.

4. Strangpreßkopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine herzkurvenförmige Kanal (13) am Dorn (6) vorgesehen ist, und daß zwischen dem Gehäuse (1) und dem Dorn (6) eine Büchse (2) angeordnet ist, die auf ihrer Außenseite eine Vertiefung zur Bildung des anderen herzkurvenförmigen Kanals (10) aufweist.

5. Strangpreßkopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (Sb) auf mindestens einer Seite mit einem herzkurvenförmigen Kanal (106,13Ö,) verseben ist und zusammen mit dem an den Ringkolben an dieser Stelle angrenzenden Teil den herzkurvenförmigen Kanal (106, 13b) begrenzt.

6. Strangpreßkopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rhgkolben (Sc) aus zwei büchsenartigen Teilen (30, 31) besteht, zwischen denen ein herzkurvenförmiger Kanal (iOc) angeordnet ist.

7. Strangpreßkopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufuhrkanal zum Ringkolben (Sb, Sc) ein mit diesem teleskopartig zusammenwirkendes Teleskoprohr (28,29) aufweist.

8. Strangpreßkopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kanal (13a,) eine zum Dorn (6a) koaxiale Werkstoffzuführung hat und von radialen Stegen (27) durchsetzt ist und daß zwischen dem Gehäuse (1) und dem Dorn eine Büchse (2a) angeordnet ist, die auf ihrer Außenseite eine Ausnehmung zur Bildung eines herzkurvenförmigen Kanals (10) aufweist.