DE2703922A1

DE2703922A1 - Dornhalter fuer extrusionswerkzeuge

Info

Publication number: DE2703922A1
Application number: DE19772703922
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Richter; Bodo Dipl Ing Tragsdorf
Original assignee: PLAST ELASTVERARBEITUNGSMASCH
Current assignee: PLAST ELASTVERARBEITUNGSMASCH
Priority date: 1976-03-30
Filing date: 1977-01-31
Publication date: 1977-10-20
Also published as: SU870171A1; GB1573940A; DD126550A1

Description

VEB Plast- und Elastverarbeitungsmaschinen-Kombinat Karl-Marx-Stadt

18.03-1976

Dornhalter für Extrueionewerkueuge Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft einen Dornhalter für Extrusionswerkeeuge zur Herstellung rohrförmiger Artikel^wie z. B. Rohre oder geblasene Kunststoffolien·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Derartige ExtrusionswerkEeuge bestehen aus Außenring und Dorn, wobei der Dorn durch Stege gehalten wird. Die Stege befinden sich im Materialstrom und teilen diesen· Dadurch kommt es zu unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten und am herzustellenden Artikel entstehen sogenannte Stegmarkierungen·

Es sind bereite mehrere Lösungen bekannt, bei denen die Halterung des Domes ohne Stege erfolgt· Gemäß der technischen Lehre in der DT-PS 1215911 wird die Halterung für den Dorn aus einer ein- oder mehrgängigen Schnecke gebildet, deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Tragringes entspricht· Die Schnecke ist beiderseits über den Tragring vorstehend fest in diesen eingesetst und die Überstehenden Stirnflächen nach dem Tragring sind konisch abfallend ausgebildet, so daß neben den gewundenen Schneckengängen auch axial verlaufende Durchgänge entstehen· Dadurch kommt es während des SohmelBsfLusses sur Überlagerung einer Axial- und Radialströmung. Die radial und axial geführten Teilströme weisen unterschiedliche Fließgesohwin-

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digkeiten auf.

Die während der Überlagerung der Teilströme stattfindende 1.Ii β oh wirkung ist nioht intensiv genug um eine völlige Beseitigung der Fließmarkierungen und Wanddiokenunterschiede zu erreichen·

Bekannt ist auch (DT-PS 1182420), den Dornhalter als langgestreckten, duroh einen Boden einseitig in Richtung der Längsachse verschlossenen Hohlkörper auszubilden und im Hantel mit einer Vielzahl von senkrecht oder geneigt zur :lundetUokswand gerichteten Öffnungen zu versehen· Diese verbinden den Innenraum des Dornhalters mit dem von dem Llundstück und dem Dorn gebildeten Hohlraum· Die duroh den Dornhalter geförderte Schmelze wird zweifach umgelenkt, wobei diese beiia Durchtritt durch die öffnungen im Liantel des Dornhalters einer zusätzlichen Schererwärmung unterworfen wird. Auf Grund dieser Tatsache und der zweifachen Masseumlenkung entstehen unterschiedliche Fließgeeohwindigkeiten, die eine ungleichmäßige Wanddioke am herzustellenden Erzeugnis ergeben·

Außerdem hat die Lösung den Nachteil, daß ζ·Β· aar Einbringung von StUtzluft eine Leitung in den Innenraum des Dornhalters führt, die einen Flioßwideretand für die Schmelze darstellt.

Bekannt ict weiterhin (DT-PS 1504253), den Dornhaltertragring als stabiles tragendes Element auszubilden und mit schraubenlinienförmigeri Kanälen su versehen· Die aus dem Extruder kommende Schmelze gelangt über eine im Dornhalter angeordnete Radialbohrung in die schraubenlinienförmigen Kanäle und fließt in den Ringkanal.

Beim Übergang der Schmelze von der Radialbohrung in die Bchraubenlinienförmi^en Kanäle treten unterschiedliche Pließgeachwindigkeiten auf, die die Qualität deo Endproduktes nachteilig beeinflussen. Zum anderen entstehen durch die echraubenlinienförmige Führung der Schmelze Fließmarkierungen, die im Ringkanal nicht vollständig beseitigt werden können.

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Ea ist noch eine Lösung bekannt (DT-OS 2007169), bei der die Schmelze zentral in den Dorn fließt und über mehrere hintereinander liegende Gruppen radialer Zweigkanäle in den Ringkanal gelangt, wobei die Zweigkanäle der hintereinander liegenden Gruppen in Umfangßrichtung versetzt sind· Der Dorn ist so ausgebildet, daß er im Spritzkopf geführt und abgestützt wird. Durch die Anordnung der Zweigkanäle wird die Schmelze in einzelne Stränge geteilt, die sich beim Eintritt in den Ringkanal zur vollen Wandstärke des Hohlprofilß ergänzen.

Eine intensive Durchmischung der Schmelze, die zu einer besseren Homogenität führt, erfolgt nicht. Ein v/eiterer Nachteil besteht darin, daß die Schmelze zentral durch den Dorn fließt, denn dadurch ist die Zuführung von Stützluft bzw. die Zu- und Abführung von Kühlluft für eine Innenkühlvorrichtung nicht möglich.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Erhöhung der Ausstoßleistung eines Extrusionswerkzeuges und in der Verbesserung der tie chanischen und optischen Eigenschaften der herzustellenden Artikel.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ißt es, einen" Dornhalter zu entwickeln, bei dem keine die Fließgeschwindigkeit beeinflussende Unterbrechung der Schmelze entsteht und der eine intensive Lischung der Schmelze bewirkt.

Ei-findungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Halterung des Domes Ringelemente und Zwischenringe angeordnet sind, wobei der Dorn mit dem oberen Zwischenring und/oder Ringelement fest verbunden ist· Die Ringelemente bestehen aus LIischzonen, die an ihrem Ausgangs- und Endpunkt innerhalb eines Ringelementes um einen Winkel von * 90 ° gedreht sind. Mindestens zwei, vorzugsweise vier Fließkanäle bilden eine Mischzone. Die innerhalb einer Mischzone außen-

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liegenden Flicßlcanäle verlaufen nach innen und die innenliegenden Fließkanäle nach außen· In den nach den Ringelenenten angeordneten Zwischenringen sind SehneIzeumlenkzonen eingearbeitet. Die Ringelemente sind zueinander versetzt angeordnet.

Die Flicßlcanäle liegen am Ausgangspunkt der Ringelemente auf einer kreisförmigen Bahn.

Die Sohmclzeurnlenkzonen bilden an ihrem oberen Ende einen Ringspalt. Die Zwischenringe bestehen aus zwei Teilringen· Axial durch den Dorn, die Zwischenringe und durch die Hingelenient e verlaufen Kanäle für die Zu- und Abführung von Luft. Die Kanäle sind mit Zu- und Ableitungen verbunden, die vor den oberen Ende der Ringelemente zwischen den Llisohzoncn angeordnet uind.
Der Dornhalter l.ann in notation versetzt worden·

Auöführungöbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeißpiel näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigern Fig. 1 - ein^n Schnitt gemäß der Linie C-O in Fig· 2 durch ein Folienblaswerkzeug

Fig. 2 - einen Schnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 1 Fig. 3 - einen Schnitt gemäß der Linie B-B in Fig. 1 Fig. 4 - eine sehematisohe Darstellung der Schinelzeuiiilcnkzonen.

Die Figur 1 zeigt ein vereinfachtes Folienblaewerkzeug· Es besteht aus einem Blaskopfunterteil 1, den Ringelementen 2;4, den Zwischenringen 3;5, dem Außenring 6 und dem Dorn 7· Die Ringelemente 2;4 und Zwischenringe 3;5 sind durch Schrauben 8;9 mit dem Blaskopfunterteil 1 und dem Außenring 6 fest verbunden. Der Dorn 7 ißt mit dem oberen Zwischenring 5 und dem Ringelement 4 verschraubt· Es ist auch möglich, den Dorn 7 direkt in den Zwischenring 5 einzuschrauben.

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In der Zeichnung gemäß Pig. 1 Bind nur zwei Ringelemente 2;4 und zwei Zwisohenringe 3; 5 dargestellt. Die Anzahl der Ringelemente 2; 4 und Zwischenringe 3;5 kann je nach der gewünschten Uischwirkung beliebig erhöht werden. Es ist jedooh ratsam, die Anzahl der Ringeleiaente 2;4 und Zwischenringe 3;5 auf maximal vier zu beschränken, damit keine zu großen Werkzeughöhen erreicht werden. Die Ringelemente 2;4 bestehen aus einer bestimmten Anzahl an Mischzonen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in jedem Ringelement 2;4 acht Miechzonen 14 angeordnet, wobei vier Fließicanäle 15; 15*; 15^tf; 15'" eine tlischzone 14 bilden.

Die Anzahl der eine Mischzone bildenden Fließkanäle und die der Mischzonen ist von dem gewünschten Mischgrad abhängig· Die Mischzonen 14 liegen am Ausgangspunkt der Ringelemente 2;4 auf einer kreisförmigen Bahn (Pig. 3)· Die die Mischzonen 14 bildenden Fließkanäle 15; 15'; 15^lf; 15* " sind so in die Ringelemente eingearbeitet, daß die Mischzonen 14 am oberen Ende der Ringelemente 2;4 eine um einen Winkel von 90 ° gedrehte Stellung einnehmen (Fig. 2)· Die Anordnung der Fließkanäle 15; 15^f; 15"; 15'" innerhalb einer Mischzone ist folgende, die außenliegenden Fließkanäle 151 15*" verlaufen nach innen und die innenliegenden Fließkanäle 15'; 15" nach außen (Fig. 2 und 3)·

Die eich unmittelbar an die Ringelemente 2;4 anschließenden Zwischenringe 3;5 weisen Schmelzeumlenkzonen 16 auf, die die Sohmelze wieder auf eine kreisförmige Bahn zurückfuhren. Jeder Ilischzone ist eine Schmelzeumlenkzone 16 zugeordnet. In Fig. 4 sind drei Sohmelzeumlenkzonen 16 vergrößert dargestellt. Jede Schmelzeumlenkzone 16 besteht aus einer spaltförmigen Grundfläche 17, deren Spaltbreite mindestens so groß ist wie der Durohmesser der Fließkanäle 15. Die Seitenflächen 18; 19; 20; 21 sind so angeordnet, daß die Deckflächen 22 aller Schmeleeumlenkzonen 16 eines Zwischenringes 3;5 einen Ringspalt ergeben·

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Die üchmelzeunilenkzonen 16 werden in die Zwischenringe 3; 5 eingearbeitet. Aus technologischen Gründen ist es vorteilhaft, die Zwischenringe 3;5 aus zwei Teilringen zu fertigen· Zur Erhöhung der I.Iischwirlcung Bind die Ringelemente 2;4 zueinander versetzt angeordnet. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel ist das obere Ringelement 4 gegenüber dem unteren Ringelement 2 um zwei Fließkanäle versetzt· Dadurch wird der SchificlzestroEi der Gchmelzeumlenkzonen 16 wieder geteilt und es findet eine Grenzschiohtenumlagerung statt. Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, ist das Folienblaswerkzeug mit einer Innenkühlung ausgerüstet. Die Zu- und Abführung der Kühlluft erfolgt über in den Ringelementen 2;4 eingearbeiteten Kanälen 12; 13 und über die axialen Kanäle 10; 11· Die Drehung der Ilischzonen innerhalb der Ringelemente 2;4 um einen Winkel von 90 ° ermöglicht die Anordnung von entsprechenden Luftzu- 12 und -ableitungen 13 zwischen den einzelnen Hischzonen 14 (Fig. 2)· Durch diese Lösung können beliebig große Luftmengen ohne nachteilige Auswirkungen auf den Schmelzefluß zu- und abgeführt werden.

Der Verlauf Cer Schmelze in dew erfinclungsgemäßen Dornhalt er ist folgender:

Die dem iixtrusionswerkzeug zentral zugeführte Schmelze teilt Liich im Biaskopfunterteil 1 radial auf und fließt in die auf einer kreisförmigen Bahn angeordneten Fließkanäle 15 des Ringelementes 2.

Die Drehung der Uischzonen 14 um 90 ° und daß Fließen der außenliegenden Teilströme nach innen und der innenliegenden nach außen bewirkt eine Grenssschichtenumlagerung. Die eine I.Iischzone 14 bildenden Teilstro'me 15; 15*5 15"; 15*" werden in den SchmelBeumlenkzonen 16 einer intensiven Durchmischung unterworfen und wieder auf eine lcreieförmige Bahn zurückgeführt. Die Sehnelzeumlenkzonen 16 sind eo ausgebildet, daß sich keine "toten Ecken" ergeben können· Die sich in dem durch die Schiaelzeumlenkzonen 16 gebildeten Ringspalt befindende Schmelze durchströmt in analoger Weise

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das Hingelement 4 und den Zwischenring 5. Durch die versetzte Anordnung des Ringelementes 4 wird ein Mischeffekt zwischen den LIischzonen 14 untereinander erreicht·

Die aus dem lixtrueionswericzeug austretende Schmelze zeichnet sich durch eine sehr gute Homogenität aus und an den herzustellenden Artikel treten keine Fließ- bzw. Stegmarkierungen auf. Da die Fließweglängen für die einzelnen Teilströme annähernd gleich sind, kommt es zu keinen Fließgeschwindigkeitsunterschieden· Das hat eine Verringerung der DioiceiiBchwankungen zur Folge. Die intensive Lischung der Schmelze durch Grenz se hi qhtenuiülage rung führt zu einer sehr guten Homogenität und somit zu einer Steigerung der Ausstoßleistung· Außerden werden die mechanischen und optischen Eigenschaften der herzustellenden Artikel verbessert·

Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß beim Einsatz einer Innenkühlvorrichtung ausreichende Luftmengen zentral durch den Dorn zugeführt werden können, ohne daß dabei eine nachteilige Beeinflussung der Schmelze entsteht· Es ist auch ohne weiteres möglich, den Dornhalter rotieren zu lassen. Die dazu erforderliche Drehvorrichtung bekannter Art ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Das Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Lösung ist nicht nur auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann zum Beispiel dieser Dornhalter auch in Extrusiönewerkzeugen für die Herstellung von Rohren oder Hohlkörpern eingesetzt werden·

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Claims

Patentansprüche

1· Dornhalter für Extrusionswerkzeuge bestehend aus einem den Dorn tragenden Körper, durch den die Schmelze in Teiletröme aufgeteilt wird, gekennzeichnet dadurch, daß zur Halterung des Dorneβ (7) Ringelemente (2;4) und Zwisohenringe Oi5) angeordnet aind, wobei der Dorn (7) mit dem oberen Zwischenring (5) und/oder Ringelement (4) feet verbunden ist und die Ringelemente (2j4) aus Uieohzonen (14) bestehen, die an ihrem Auegange·» und Endpunkt innerhalb einee Ringelenentee (2;4) um einen Winkel von a 90 ° gedreht sind, und mindestens zwei, vorzugsweise vier Fließkanäle (15; 15*t 15*^f; 15***) eine Mischzone (14) bilden und die innerhalb einer Misoheone (14) außenliegenden Fließkanäle (15> 15"*) nach innen verlaufen und die innenliegenden Fließkanäle (15*; 15**) nach außen, und daß in die nach den Ringelementen angeordneten Zwischenringe (3t5) Sohaelzeumlenkzonen (16) eingearbeitet eind und daß die Ringelemente (2;4) versetzt zueinander angeordnet sind·

2· Dornhalter naoh Anepruoh 1, gekennseiohnet dadurch, daß die FließkanMle (15) ·» Auegangepunkt der Ringelemente (2|4) auf einer kreisförmigen Bahn liegen·

3· Domhalter naoh den Aneprttohen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch , daß die Sehnelzeumlenkzonen (16) an ihrem oberen Aide einen Ringepal^ bilden·

4*^: Dornhalter naoh den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Zwischenringe (3|5) aus zwei Teilringen bestehen·

5· Dornhalter nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennseiohnet dadurch, daß axial durch den Dorn (7)» die Zwischenringe (3;5) und durch die Ringelemente (2;4) Kanäle (10;11)

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für die Zu- und Abführung von Luft verlaufen und daß die Kanäle (10;11) mit Zu- (12) und Ableitungen (13) verbunden Bind, die vor dem oberen Ende der Ringelemente (2;4) zwischen den llischzonen (14) angeordnet eind.

6. üornhalter nach den Ansprüchen 1 bie 5, gekennzeichnet dadurch, daß dieser in Rotation versetzt werden kann.

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