DE2706927C3 - Plant for the production of plastic profile strands - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Kunststoffprofilsträngen. mit einer Schnecken Strangpresse, einem Strangpreßwerkzeugkopf mit einer Massevorkammer und einer Strangpreßdüse, einem Kühl- und Kalibrieraggregat, einer steuerbaren Abzugsvorrichtung und einer Druckregeleinrichtung, wobei das Extrudat in der Massevorkammer einen statischen Massedruck aufbaut und die Druckregeleinrichtung nach Maßgabe der Druckdifferenz eines am Extrudat gemessenen Istwertes von einem adäquaten, vorgegebenen Sollwert die Abzugsvorrichtung steuert.The invention relates to an installation for the production of plastic profile strands. with a snail Extrusion press, an extrusion die head with a Mass pre-chamber and an extrusion nozzle, a cooling and calibration unit, a controllable take-off device and a pressure regulating device, the extrudate in the mass prechamber being a static Melt pressure builds up and the pressure control device according to the pressure difference on the extrudate The take-off device controls the measured actual value from an adequate, predetermined setpoint.
Extrudat bezeichnet den gesamten Kunststoffstrom, *° der die Strangpresse verläßt, gleichgültig, in welcher Form und in welchem Aggregatzustand sich dieser Kunststoffstrom befindet sowie unabhängig davon, ob er sich noch im Strangpreßwerkzeugkopf als ungeformte Kunststoffmasse befindet oder als geformter Strang das Kühl- und Kalibrieraggregat passiert, um als fertiger Kunststoffprofilstrang in die Abzugsvorrichtung einzutreten. Kunststoffprofilstrang bezeichnet sowohl Vollstränge als auch Hohlstränge und selbstverständlich auch Rohre. Strangpresse bezeichnet sowohl Einschnekkenextruder als auch Mehrschneckenextruder und insbes. Zweischneckenextruder.Extrudate denotes the entire flow of plastic, * ° which leaves the extruder, regardless of the form and state of aggregation Plastic flow is located and regardless of whether it is still in the extrusion die head as unshaped Plastic compound is located or as a shaped strand passes through the cooling and calibration unit in order to be a finished product To enter the pull-off device. Plastic profile strand denotes both full strands as well as hollow strands and of course tubes. Extrusion press refers to both single-screw extruders as well as multi-screw extruders and especially twin-screw extruders.
Bei bekannten Anlagen der beschriebenen Gattung (Literaturstelle: Kunststoff und Gummi, 6 (1967), Nummer 5, Seite 157 bis 162) befindet sich zwischen Strangpreßdüse und Kühl- und Kalibrieraggre»at ein Freiraum, in dem das Extrudat eine Druckentlastung erfährt. Vor der Kalibrierdüse, mit der das Kühl- und Kalibrieraggregat beginnt, bildet sich folglich ein Massestau und der anschließende Kalibriervorgang kommt einem Ziehvorgang gleich, wie er in der plastischen Metallverarbeitung z. B. beim Drahtziehen Gefiniert ist Zwar wird der Abzug des Profilstranges über die Abzugsvorrichtung geregelt es bleiben jedoch störende Einflüsse von Störgrößen, die im Freiraum auf das Extrudat einwirken. Dazu gehören unkontrollierbare Temperatureinflüsse, aber auch durch Veränderung der Masseviskosität hervorgerufene, unterschiedliche Austrittsgeschwindigkeiten des Extrudates. Diese Mangel zeigen sich insbes. dann, wenn es sich darum handelt. Kunststoffprofilstränge komplizierter geometrischer Form im Wege des Strangpressens herzustellen. — Daneben ist es aber auch bekannt (DEOS 25 07 186). daß eine Verbesserung der Genauigkeit beim Strangpressen, insbes. bei Komplizierten Kunststoffprofilen nur möglich ist wenn der Freiraum zwischen Strangpreßwerkzeug und Kühl- und Kalibriervorrichtung beseitigt wird, weil dadurch auch Störgrößen, die den Regelkreis beeinflussen, entfallen.In known systems of the type described (reference: Kunststoff und Gummi, 6 (1967), Number 5, pages 157 to 162) is located between the extrusion nozzle and the cooling and calibration unit Free space in which the extrudate is relieved of pressure. In front of the calibration nozzle, with which the cooling and The calibration unit begins, a mass build-up and the subsequent calibration process are consequently formed is like a drawing process, as it is in the plastic metal processing z. B. in wire drawing Finished Although the withdrawal of the profile strand is regulated by the withdrawal device, it remains disturbing influences of disturbance variables that act on the extrudate in the free space. These include uncontrollable ones Temperature influences, but also different ones caused by changes in the mass viscosity Exit velocities of the extrudate. These deficiencies are particularly evident when it is a question of it. Manufacture plastic profile strands of complex geometric shape by extrusion. - But it is also known (DEOS 25 07 186). that an improvement in the accuracy of extrusion, esp. with complicated plastic profiles is only possible if the space between the extrusion die and cooling and calibration device is eliminated because it also interferes with the Influence the control loop.
Ausgehend von dieser Erkenntnis liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anlage so weiter auszubilden, daß Kunststoffprofilstränge mit sehr geringen Fertigungstoleranzen hergestellt werden können, wobei es insbes. darauf ankommt die maschinentechnischen und die regeltechnischen Voraussetzungen dafür zu schaffen, daß eine Verkeilung des Kunststoffprofiistranges in dem Kühl- und f. alibrieraggregat verhindert wird.On the basis of this knowledge, the invention is based on the object of developing a generic system so that plastic profile strands can be produced with very low manufacturing tolerances, it being especially important to create the machine and control requirements for wedging the plastic profile strand in the cooling and f. calibration unit is prevented.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Kühl- und Kalibrieraggregat druckdicht aber axial- und/oder winkelverstellbar unter Zwischenschaltung von Wärmedämmbauteilen an den Strangpreßwerkzeugkopf angeschlossen ist un^. daß die Massevorkammer mit zumindest einer Massedruckmeßvorrichtung der Druckregeleinrchtung ausgerüstet ist.This object is achieved in that the cooling and calibration unit pressure-tight but axially and / or angularly adjustable with the interposition of thermal insulation components is connected to the extrusion tool head un ^. that the mass prechamber with at least one mass pressure measuring device of the pressure regulating device is equipped.
Bei einer Anlage zur Herstellung eines Kunststoffprofilstranges mit einer Schneckenstrangpresse, einem Strangpreßwerkzeug mit einer Massevorkammer und einer Strangpreßdüse. einem Kühl- und Kalibrieraggrega:, einer steuerbaren Abzugsvorrichtung und einer Druckregeleinrichtung, wobei die Schnecke mit einer Gegendruckmeßvorrichtung für die Druckregeleinrichtung ausgerüstet ist. wird die angegebene Aufgabe dadurch gelöst, daß das Kühl- und Kalibrieraggregat druckdicht, aber axial- und/oder winkelverstellbar unter Zwischenschaltung von Wärmebeuteilen an den Strangpreßwerkzeugkopf angeschlossen ist.In a system for the production of a plastic profile strand with a screw extruder, an extrusion die with a mass pre-chamber and an extrusion die. a cooling and calibration unit :, a controllable extraction device and a pressure control device, wherein the screw with a Back pressure measuring device is equipped for the pressure control device. will do the specified task solved in that the cooling and calibration unit is pressure-tight, but axially and / or angularly adjustable below Interposition of heat components to the extrusion die head connected.
Die Erfindung nutzt die überraschende Tatsache, daß eine Verkeilung des Kunststoffprofilstranges in dem Kühl- und Kalibrieraggregat vermieden werden kann, wenn die Abzugsgeschwindigkeit des Kunststoffprofilstranges bzw. der Gegendruck der Schnecke nach Maßgabe des in der Massevorkammer gemessenen Druckes gesteuert wird. Die Steuerung ist eindeutig und kann ohne Schwierigkeiten erfolgen, wenn nach Maßgabe der Druckdifferenz des MassedruckistwertesThe invention uses the surprising fact that a wedging of the plastic profile strand in the Cooling and calibration unit can be avoided if the withdrawal speed of the plastic profile strand or the counter pressure of the screw according to the one measured in the pre-chamber Pressure is controlled. The control is clear and can be done without difficulty if after Determination of the pressure difference of the actual melt pressure value
in der Massevorkammer mit einem vorgegebenen Massedrucksollwert gearbeitet wird, wobei nur der Massedrucksollwert klein genug gewählt werden muß, um eine Verkeilung des Kunststoffprofilstranges zu verhindern. Anders ausgedrückt muß die Differenz der Massedrücke im heißen und im kalten Werkzeugtei! hinreichend groß sein Im übrigen ist es im Hinblick auf geringe Fertigungstoleranzen möglich, bei der erfindungsgemäßen Anlage das Kühl- und Kalibrieraggregat axial- und/oder im Winkel zu verstellen, so daß bei ι ο Einrichtung der Anlage auf die Herstellung von Kunststoffprofilsträngen mit bestimmten Profilquerschnitten eine entsprechende Verstellung und Einstellung erfolgen kann, die auf den Profilqiierschnitt Rücksicht nimmt und in Verbindung mit den übrigen π beanspruchten Maßnahmen dazu führt, daß mit geringsten Fertigungstoleranzen gearbeitet wird. — Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. a predetermined mass pressure setpoint is used in the mass prechamber, only the mass pressure setpoint having to be selected to be small enough to prevent the plastic profile strand from becoming wedged. In other words, the difference between the mass pressures in the hot and cold tool parts must! Be sufficiently large In addition, with regard to small manufacturing tolerances, it is possible in the system according to the invention to adjust the cooling and calibration unit axially and / or at an angle, so that a appropriate adjustment and setting can take place, which takes the profile cross section into account and, in conjunction with the other measures claimed, leads to the fact that work is carried out with the smallest of manufacturing tolerances. - Further advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.
Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispieie der Erfindung erläutert, es zeigt in schematischer DarstellungIn the following embodiments of the invention shown in the drawing are explained, it shows in a schematic representation
F i g. 1 eine Anlage zum Strangpressen vor Kunststoffprofilsträngen. F i g. 1 a system for extrusion in front of plastic profile strands.
F i g. 2 eine andere Ausführungsform einer solchen Anlage.F i g. 2 another embodiment of such System.
F i g. 3 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 1,F i g. 3 shows the enlarged section A from the object according to FIG. 1,
F i g. 4 den Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach Fig. 3,F i g. 4 the section B from the object according to FIG. 3,
F i g. 5 entsprechend der F i g. 4 einen Ausschnitt aus einer Anlage zur Herstellung von Hohlprofilen und die F1 g. 6 und 7 Skizzen zur Erläuterung des Verfahrens.F i g. 5 according to FIG. 4 shows a section from a plant for the production of hollow profiles and the F1 g. 6 and 7 sketches to explain the process.
Die in den F i g. 1 bis 5 dargestellte Anlage dient zum Strangpressen von Kunststoffprofilsträngen 1 aus 3s Extrudat. Sie ist ausgerüstet mit einer Schneckenstrangpresse Z einem Strangpreßwerkzeugkopf 3 mit einer Massevorkammer 4 und einer Strangpreßdüse 5, einem Kühl- und Kalibrieraggregat 6, einer steuerbaren Abzugsvorrichtung 7 und einer Druckregeleinrichtung 8.The in the F i g. The system shown 1 to 5 is used to extrude plastic profile strands 1 from 3s Extrudate. It is equipped with a screw extruder Z an extrusion tool head 3 with a Mass pre-chamber 4 and an extrusion nozzle 5, a cooling and calibration unit 6, a controllable Extraction device 7 and a pressure control device 8.
Das Extrudat 9 baut in der Massevorkamm^r 4 einen statischen Massedruck auf. Die Druckregeleinrichtung 8 steuert nach Maßgabe der Differenz eines am Extrudat 9 gemessenen Istwertes von einem adäquaten, vorgegebenen Sollwert zumindest die Abzugsvorrichtung 7, im Ausführungsbeispiel aber auch die Schneckenstrangpresse 2 bezüglich ihres Ausstoßes. Für die Anlags ist zunächst wesentlich, daß das Kühl- und Kalibrieraggregat 6 hinreichend druckdicht an den Strangpreßwerkzeugkopf 3 angeschlossen ist. Hinreichend druckdicht bezeichnet die Tatsache, daß das Extrudat 9 beim Übergang vom Strangpreßwerkzeugkopf 3 in das Kühl- und Kalibrieraggregat 6 keine beachtliche Druckentlastung erfährt. Gleichzeitig sind jedoch zwischen Kühl- und Kalibrieraggregat 6 und Srangpreßwerkzeugkopf J Wärmedämmbauteile 10 vorgesehen, so daß auch in temperaturmäßiger Hinsicht eindeutige Verhältnisse entstehen. Die Massevorkammer 4 ist im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 mit zumindest einer Massedruck· meßvorrichtung 11 ausgerüstet, die der Druckregeleinrichtung 8 zugehört. Der Massedruck in der Massevorkammer 4 kann jedoch auch auf ganz andere Weise gemessen werden, nämlich durch eine Gegendruckmeßvorrichtung 12 der Schnecke 13. Diese Ausführungs- 6S form ist in Fig. 2 angedeutet worden. Jedenfalls wird das Extrudat 9 ohne Druckentlastung vom Strangpreßwerkzeugkopf 3 in das Kühl- und Kai.br leraggregai 6 eingeführt Als am Extrudat 9 gemessener Istwert wird der Massedruckistwert in der Massevorkammer 4 gemessen sowie mit einem Massedrucksollwert verglichen, der klein genug ist, um eine Verkeilung des Kunststoffprofilstranges 1 in dem Kühl- und Kalibrier aggregat 6 zu verhindern. Das wird anhand der F i g. b und 7 ausführlicher erläutert. Wenn Schwierigkeiten auftreten, um allein durch Änderung der Abzugr.geschwindigkeit für den Kunststoffprofilstrang 1 aen angestrebten Effekt der Verkeilungsverhinderung zu erreichen, empfiehlt es sich, die Anordnung so /u treffen, daß das Kühl- und Kalibrieraggregat 6 und/oder die Wärmedämmbauteile 10 sowie ggf. (bei der Erzeugung von Hohlprofilen) der Dorn 14 aufgerauhte Werkzeugoberflächen 15 aufweisen. Da«; ist in der F i g. 3 übertrieben angedeutet worden. Es kann sich dabei auch um unterbrochene Werkzeugoberflächen handeln. Die Wärmedämmbauteile 10 können als keramische Paß und Kontaktstück!, o-icr auch als keramischer Paß- und Kontaktring ausgeführt sein. Das Kühl- und Kalibrieraggregat 6 kann axial verstellbar und/oder winkelverstellbar an den Strangpreßwerkzeugkop' 3 angeschlossen sein, wie es an sich bekannt und aus Einrichtungsgründen üblich ist. Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 wird der Ausstoß der Schneckenstrangpresse 2 durch axiale Verstellung der Schnecke 13 gesteuert. Das empfiehlt s:h also insbes. dann, wenn der Massedruckistwert als Gegendruck an der Schnecke 13 gemessen wird. Durch axiale Verstellung der Schnecke 13 können gleichzeitig unvermeidbare Schwankungen des Massestromes ausgeglichen werden. Bei der Ausführun, sform nach F i g. 1 ist der Ausstoß der Schneckenst angpresse durch Drehzahlverstellung der Schnecke, ggf. zusätzlich, steuerbar. Man kann aber auch mit einer verstellbaren Drossel 16 arbeiten, wie sie der Vollständigkeit halber in F i g. 2 schematisch angedeutet worden ist.The extrudate 9 builds up a static mass pressure in the mass pre-chamber 4. The pressure control device 8 controls according to the difference between an actual value measured on the extrudate 9 and an adequate, predetermined one Setpoint at least the take-off device 7, but also the screw extruder in the exemplary embodiment 2 in terms of their output. For the plant is initially essential that the cooling and calibration unit 6 is sufficiently pressure-tight to the extrusion die head 3 is connected. The fact that the extrudate 9 when Transition from the extrusion tool head 3 into the cooling and calibration unit 6 no significant pressure relief learns. At the same time, however, between the cooling and calibration unit 6 and the extrusion die head J Thermal insulation components 10 are provided, so that the conditions are also clear in terms of temperature develop. The mass pre-chamber 4 is in the exemplary embodiment according to FIG. 1 with at least one mass pressure equipped measuring device 11, which belongs to the pressure control device 8. The mass pressure in the pre-chamber However, 4 can also be measured in a completely different way, namely by a counter-pressure measuring device 12 of the screw 13. This embodiment 6S shape has been indicated in FIG. Anyway it will the extrudate 9 without pressure relief from the extrusion die head 3 into the cooling and Kai.br leraggregai 6 The actual value measured on the extrudate 9 is the actual melt pressure value in the antechamber 4 measured and compared to a mass pressure setpoint that is small enough to cause the Plastic profile strand 1 in the cooling and calibration unit 6 to prevent. This is based on FIG. b and 7 explained in more detail. If difficulties arise, change the print speed alone for the plastic profile strand 1 aen desired effect of preventing wedging reach, it is advisable to make the arrangement so / u that the cooling and calibration unit 6 and / or the thermal insulation components 10 and possibly (when producing hollow profiles) the mandrel 14 roughened Have tool surfaces 15. There"; is in FIG. 3 has been hinted at in an exaggerated manner. It can this also involves interrupted tool surfaces. The thermal insulation components 10 can be used as ceramic fitting and contact piece !, o-icr also as ceramic fitting and contact ring. The cooling and calibration unit 6 can be adjusted axially and / or adjustable in angle to the extrusion tool head 3 must be connected, as is known per se and is customary for reasons of furnishing. In the Embodiment according to FIG. 1 is the output of the screw extruder 2 by axial adjustment of the Screw 13 controlled. That s: h recommends especially. when the actual mass pressure value is measured as a counter pressure at the screw 13. By axial Adjustment of the screw 13 can at the same time compensate for unavoidable fluctuations in the mass flow will. In the embodiment according to FIG. 1 is the output of the screw press through Speed adjustment of the screw, possibly additionally controllable. But you can also use an adjustable one Throttle 16 work as they are for the sake of completeness in FIG. 2 has been indicated schematically.
Die F1 g. 6 und 7 erläutern den Effekt der Anlage. In der Fig. 6 ist zunächst im Übergangsbereich 17 zwischen Strangpreßdüse 5 und Eimriitsdüse 18 des Kühl- und Kalibrieraggregates 6 dargestellt worden, welches Geschwindigkeitsprofil sich im Extrudat 9 aufbaut, wenn der Kunststoffprofilstrang 1 in diesem Bereich nur durch Pressen gefördert wird, die Abzugsvorrichtung 7 den Kunststoffprofilstrang 1 also nur mehr oder weniger synchron abführt. Demgegen über zeigt die F i g. 7 die Verhältnisse, die sich einstellen, wenn die Abzugsvorrichtung 7 so arbeitet, daß eine Verkeilung des Kunststoffprofilstranges in dem Kühl- und Kalibrieraggregat 6 nicht mehr möglich ist. Auch hier e-kennt man ein- Geschwindigkeitsprofil im Kunststoffprofilstrang 1. dieses isi jedoch viel langgestreckter als bei Fig. 7. Folglich ist der radiale Druck PR 1 bei der Ausführungsform nach F i g. 6 sehr viel größer als der radiale Druck PR 2 bei der Ausführungs form nach Fig. 7 und man erkennt, daß der radiale Druck des Kunstst<Jfprofilstranges 1 so klein gemacht werden kann, daß Verkeilungen nicht mehr eintreten. Dazu ist es aber nicht erforderlich, im Kunststoffprofilstrang 1 innerhalb der Strangpreßdüse 5 oder innerhalb des Kühl- und Kalibrieraggregates 6 selbst zu messen, es genügt vielmehr die beschriebene Messung in der Massevorkammer 4, wenn mit einem Massedrucksollwert verglichen wird, der eben klein genug ist. The F1 g. 6 and 7 explain the effect of the system. In Fig. 6 is initially shown in the transition area 17 between the extrusion nozzle 5 and Eimriitsdüse 18 of the cooling and calibration unit 6, which speed profile builds up in the extrudate 9 when the plastic profile strand 1 is promoted in this area only by pressing, the take-off device 7 den Plastic profile strand 1 so only discharges more or less synchronously. In contrast, the FIG. 7 shows the conditions that arise when the extraction device 7 works in such a way that wedging of the plastic profile strand in the cooling and calibration unit 6 is no longer possible. Here, too, a speed profile is known in the plastic profile strand 1. However, this is much more elongated than in FIG. 7. Consequently, the radial pressure PR 1 in the embodiment according to FIG. 6 much greater than the radial pressure PR 2 in the execution form according to FIG. 7 and it can be seen that the radial pressure of the Kunstst <Jfprofilstranges 1 can be made so small that wedges no longer occur. To do this, however, it is not necessary to measure in the plastic profile strand 1 within the extrusion nozzle 5 or within the cooling and calibration unit 6 itself; rather, the measurement described in the pre-chamber 4 is sufficient if it is compared with a desired mass pressure value that is just small enough.
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Family Applications (1)
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Also Published As
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