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Extrusionsprofil und Extruderdüse zu dessen 11erstellung Die Erfindung
betrifft ein aus mehreren unterschiedlichen Kunststoffen bestehendes Extrusionsprofil,
bei dem das Gesamtl>rofil aus miteinander verschweißten Teilprofiisträn gen aus
den jeweils unterschiedlichen Kunststoffen besteht, sowie eine Extruderdüse zur
Herstellung dieses Extrusionsprofils0 Die Extrusions- oder Strangpreßtechnid erlaubt
die Herstellung relativ verwickelter Profilquerschnitte. I>abei ist es in vielen
Fällen erwünscht oder sogar notwendig, innerhalb eines einheitlich extrudierten
Profils verschiedene Kunststoffe einzusetzen, um bestimmten technischen Anforderungen
Genüge zu tun. So ist es z.B. bei Sockelleisten, die überwiegend aus Kunststoff
durch Extrusion hergestellt werden, notwendig, den Hauptkörper der Sockelleiste
aus relativ hartem und widerstandsfähigem Kunststoff, Ze B. aus Hart-PVC-Schaum
zu fertigen, jedoch daran eine leicht verformbare weiche Dichtlippe, z.B. aus Weich-PVC-Schaum,
anzuformen, die für den einwandfreien Dichtkontakt der Sockelleiste
sorgt.
Die bisher übliche Vorgangsweise bei der Herstellung derartiger kombinierter Extrusionsprofile
besteht darin, daß man die jeweiligen Kunststoffe durch eine gemeinsame Extruderdüse
verspritzt, so daß sie noch im weichplastischen Zustand miteinander stumpf verschweißt
werden, wobei gerade bei Verwendung von schäumbaren Werkstoffen (PVC-Schaum) die
Ausschäumung nach dem Austritt des Kunststoffes aus der Düse erfolgt. Diese Vorgangsweise
hat jedoch bisher stets zu Schwierigkeiten insofern geführt, als insbesondere infolge
des Schäumvorganges, jedoch auch schon auf Grund des unterschiedlichen Werkstoffverhaltens
der verschiedenen Kunststoffe längs der Verbindungsstelle der Teilprofilstränge
erhebliche Spannungen und Differenzdehnungen auftreten.
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Diese rühren bei Verformungen des Profils im Gebrauch zu einem Lösen
der Teilprofilstränge, zu Sprüngen und sonstigen Beschädigungen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine solche Form für Extrusionsprofiie
der zur Rede stehenden Art sowie eine Extruderdüse zu deren Herstellung vorzuschlagen,
durch die sich auch bezüglich des Werkstoffverhaltens sehr unterschiedliche Kunststoffe
zu einem Gesamt-Extrusionsprofil vereinigen lassen, ohne daß die geschilderten Schwierigkeiten
auftreten.
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Erfindungsgemäß besteht die Lösung der Aufgabe darin, daß die Teilprofiistränge
des Extrusionsprofils längs je einer in Strangrichtung verlaufenden Formschlußverbindung
miteinander verschweißt sind, Die Formschlußverbindung kann entweder und vorzugsweise
eine Nut/Feder-Verbindung sein, wobei der eine Teilprofilstrang mit einem Teil seines
querschnittes in eine nutartige Längsausnehmung des anderen Teilprofilstranges eingreift
und mit dieser verschweißt ist, oder eine Falzverbindung, bei der der eine Teilprofilstrang
den
anderen über einen bestimmten Querschnittsbereich hinweg überdeckt.
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Durch den er£indungsgemäßen Vorschlag entstehen als Verbindungsstellen
zwischen den Teilprofilsträngen, die das Gesamtprofil bilden, großflächige Verschweißbereiche,
die eine hohe Haltbarkeit ergeben. Darüberhinaus lassen sich auf diese Weise allmähliche
Übergänge von dem einen zum anderen Kunststoff schaffen, so daß auch bei recht unterschiedlichem
Werkstoffverhalten der verschiedenen Kunststoffe sich durch Differenzdehnungen auftretende
Spannungen über einen größeren Bereich verteilen können.
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Die Extruderdüse zur Herstellung des erfindungsgemäßen Extrusionsprotils
beinhaltet mehrere von getrennten Kunststoffzuführungen gespeiste Düsenkanäle, die
in einer gemeinsamen, entsprechend dem Profil querschnitt geformten Düsenmündung
münden. Erfindungsgemäü ist die Extruderdüse so ausgebildet, daß jeweils einer der
zueinander parallel verlaufenden, durch eine Trennwand voneinander getrennten Düsenkanäle
einen Teil des anderen Düsenkanales quer zur Plließrichtung des Kunststoffes überdeckt
oder - bei der Ausbildung einer Nut/Feder Verbindung der Teilprofilstränge untereinander
- einen Teil des anderen Düsenkanales an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten
umgreift.
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Je nach der Art der verwendeten Kunststoffe kann es zweckmäßig sein,
die Düsenkanäle schon vor der Düsenmündung zu einem einzigen Düsenkanal zu vereinigen.
Hierdurch erfolgt die Verschweißung der zunächst getrennten, die Teilprofilstränge
bildenden Kunststoffe noch innerhalb der Düse, wobei durch die Wandungen des einzigen
Düsenkanals und durch
deren Führungswirkung die verschiedenen Kunststoffe
im Bereich der geschaffenen tormschlußverbindung innig miteinander in Kontakt gedrückt
und die yerschweißung so hergestellt wird.
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Dies kann noch dadurch unterstützt werden, daß sich der Querschnitt
des einzigen Düsenkanals an oder kurz stromabwärts von der Vereinigungsstelle der
mehreren Düsenkanäle relativ zum Gesamtquerschnitt dieser Disenkanale verengt Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfoLgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anharid der beiliegenden Zeichnungen sowie
aus weiteren Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 einen Teilschnitt
durch den wandbereich einer Sockelleiste in Gestalt eines Extrusionsprofils, das
aus Teilsträngen unterschiedlichen Werkstoffes kombiniert ist; Fig. 2 einen Axialschnitt
durch eine Extruderdüse, die zur Herstellung des Sockelleisten-Extrusionsprofils
gemäß Fig. 1 dient; Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Extruderdüse längs der Linie
III-III in Fig. 2; Fig. 4, 5 Ansichten der die Extruderdüse gemäß den Fig. 2, 3
bildenden Düsenplatten, gesehen in Richtung der Pfeile IV-IV bzw. V-V; Fig. 6 eine
perspektivische Teilschnitt-Darstellurlg, gesc-hnitten längs der Linie VI-VI in
Fig. 5, und Fig. 7 eine zur Fig. 6 analoge Darstellung einer etwas abgewandelten
Ausführungsform.
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Die Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer im Extrusionsverfahren hergestellten
Sockelleiste im Bereich von deren Dichtlippe. Erfindungsgeilläß besteht der überwiegende
Teil des Sockelleistenquerschnitts i aus einem relativ harten und widerstadsfähigen
Kunststoff, z.B. Hart-PVC-Schaum, während die Dichtlippe 2, die z,B. aus Weich-PVC-Schaum
hergestellt ist, über eine Nut/Feder-Verbindung 3 mit dem Quersclrnitt 1 verschweißt
ist0 Die Nut/Eeder-Verbitldung 3 erstreckt sich kontinuierlich längs des entsprechenden
Randes des den Querschnitt 1 bildenden Teilprofilstranges der Sockelleiste. Der
Querschnitt 1 umgreift dabei die von der Dichtlippe gebildete abgesetzte Feder auf
beiden Seiten, wobei sich der die Feder umgreifende Querschnitt in Richtung zum
Rand etwas verjüngt. Die Verschweißung des Querschnittes 1 mit der Dichtlippe 2
besteht längs der gesamten Kontaktfläche der beiden Teilprofilstränge, so daß eine
sichere Halterung der Dichtlippe 2 gewährleistet ist. Infolge des zur Dichtlippe
hin sich verjüngenden Querschnitts i im Bereich der Nut/Feder-Verbindung 3 erfolgt
ein allmählicher Übergang von den Werkstoffeigenschaften im Bereich des querschnitts
1 zu denjenigen iln Bereich der Dichtlippe 2, so daß krasse Dehnungsunterschiede
und daraus resultierende Spannungen nicht auftreten können, Die in den Fig, 2 bis
7 dargestellte Extruderdüse ist in bekannter Weise aus mehreren, im vorliegenden
Fall zwei Düsenplatten 10, 11 aufgebaut, die in ihrer bestimmungsgemäßen Lage Düsenkanäle
12, 13 sowie die Düsenmündung 14 enthalten bzw. bilden. Die Düsenplatten 10, ii
werden bei der Durchführung des Extrusionsvorganges in bekannter Weise an der Stirnseite
eines Spritzkopfes angeordnet, was an dieser Stelle nicht näher erläutert zu werden
braucht. Die
Fließriechtung des Kunststoffmaterials ist in Fig.
2 ml L dem Pfeil 15 angedeutet.
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Die hintere Düsenplalle li enthält einen durchgehenden Durchbruch
der den entsprechenden Axi alabschni tt des Düsenkanales 12 zur Erzeugung des Querschnitts
1 der Sockelleiste bildet. Außerdem ist in der Düsenßlatte 11 ein radial angeordiieter
Anschluß 16, der sich in den Düsenkanal 13 fortsetzt, ausgebildet, durch den der
Kunststoff zur Erzeugung der Dichtlippe 2 zugeführt wird. Von dem Anschluß 16 aus
verläuft der in der Dichtplatte 11 befindliche Teil 13a des Busenkalluls 13 zunächst
radial und im Querschnitt kreisförmig, knickt dann in Fließrichtung ab und bildet
an der vorderen Stirnflache der Dichtplatte 11 eine zum Düsenkanal 12 hi geschlossene
Tasche 17 (vgl. Fig. 4). Die Tasche 17 sj>riiigt um einen Betrag in den Düsenkanal
12 vor, der etwa der Lange der Feder der Dichtlippe 2 (siehe Fig. 1) entspricht,
und der von der Tasche 17 umschlossene Raum im vorspringeuden Bereich hat auch angenähert
die Querschnittsform dieser Feder0 Die Querschnittsform des den Düsenkanal 12 bildenden
Abschnitts in der Umgebung der Tasche 17 ergibt sich aus der gegen die Fließrichtung
(Pfeil 15) gesehenen Stirnansicht der Düsenplatte 11 in Fig. 4. Die übrige Querschnittsform
des Düsenkanals 12, soweit dadurch der Querschnitt 1 der Sockelleiste entfernt von
der Nut/FederVerbindung 3 gebildet wird, ist hier von untergeordneter Bedeutung.
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Die vordere Düsenplatte 10 weist ebenfalls Durchbrechungen auf, die
die entsprechenden Axialabschnitte des Düsenkanais 12 bzw. des Düsenkanals 13 bis
hin zur Düsenmündung 14 bilden.
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Der Düsenkanat l3 wird dabei von dem Düsenkanal 12 durch eine Trennwand
20 getreint, die unmitLelbar an die Tasche 17 in der Düsenplatte 11 anschließt und
in dem in den Düsenkanal 12 vorspringenden Bereich auch deren Querschnittsform weiterführt.
Im übrigen hat der Düsenkanal 13 in der Dusenplatte 10 die Querschnittsform, die
der Dichtlippe 2 entspricht (vgl. Fig. 5, 6). Die Trennwand 20 endet in einem gewissen
Abstand vor der Düsenmündung 14, so daß dadurch eine Vereinigungsstelle 21 der Düsenkanäle
12 und 13 gebildet wird, Im unmittelbaren Bereich der Vereinigungsstelle setzt eine
keilförmige Verjüngung 23 des Düsenkanals 12 auf die Querschllittsabmessullgen und
-form ein, die dem Querschnitt 1 der Sockelleiste entsprechen. Von der Vereinigungsstelle
21 der Düsenkanäle 12, 13 aus erstrecken sich in Fließichtung den Düsenkanal 13
örtlich einschnürende Längsstege 25, die dem Übergang des Querscllnitts der Dichtlippe
2 zu deren Feder hin entsprechen, Die Längsstege 25 enden an der Stelle des anschließend
an die Vereinigungsstelle 21 gebildeten einzigen Düsenkanaies, all der dieser seine
dem Querschnitt 1 der Sockelleiste entsprechende Form und Abmessung erreicht (siehe
Fig. 6). Diesbezüglich unterscheidet sich die Ausführungsform gemäß Fig. 7 von der
vorstehend geschilderten Gestaltung nur dadurch, daß die Längsstege 25a sich bis
zur Düsenmündung 14 hin erstrecken0 Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Extruderdüse
leuchtet aus der vorstehend beschriebenen Gestaltung unmittelbar ein: durch den
Düsenkarial 12 wird Hart-PVC gefördert, während über den Anschluß 16 und den Düsenkanal
13 Weich-PVC zugeführt wird. Der Düsenkanal 12 umgreift im Bereich der Trennwand
20 den Düsenkanal 13, so daß an der Vereinigungsstelle 21 das Hart-PVC des Düsenkanals
12 mit dem Weich-
PVC des Düsenkanais 13 in Kontakt gelangt. Infolge
der Längsstege 25 bleibt jedoch bis zur engsten Stelle des vereinigten einzigen
Düsenkanals noch eine gewisse Treiinung im Bereich der Anschlußrander der Nut/Feder-Verbindung
aufrecht erhalten.
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Dadurch, daß der einzige Düsenkanal sich anschließend an die Vereini.gungsstelie
21 in dem gezeigten Ausmaß verengt, werden die kunststnffströme miteinander in innigen
Kontakt gebracht, so daß längs aller Berührungsflächen eine intensive Verschweißung
erfolgt. Die Ausführungsform gemaß Fig. 7 ist für sol ehe Kunststoffe geeignet,
deren Quellverhalten anschließend an den Austritt aus der Düsenmündung 14 ausreicht,
um auch ohne die von den Düsenkanalwandungen ausgeübte Druckwirkung den durch die
Längsstege 25a gebildeten Zwischenraum zwischen den Teilprofilsträngen zu schließen
und eine Verschweißuilg herbeizuführen0 Erfolgt in üblicher Weise ein Ausschäumen
der Kunststoffe anschließend an den Austritt aus der Düsenmündung, so ist die einwandfreie
Verbindung auch hier in jedem Falle gewährleistet.