DE2855607C2 - Strangpreßkopf zum Herstellen von einschichtigen oder mehrschichtigen Schlauchfolien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strangpreßkopf zum Herstellen von einschichtigen oder mehrschichtigen Schlauchfolien aus thermoplastischen Kunststoffen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art, wie er aus der DE-OS 26 26 351 bekannt ist.

Bei einem derartigen Strangpreßkopf bereitet das Führen der Schmelzströme vom stationären Bauteil in das rotierende Bauteil Schwierigkeiten, da aufgrund der Relativbewegung der Bauteile unvermeidbarer Verschleiß eintritt, der zu Leckagen bei den vorliegenden hohen Schmelzdrücken führt. Bei der Herstellung von Verbundschläuchen führen solche Undichtigkeiten zu einer unkontrollierbaren Kontamination der unter hohem Druck getrennt bis zu den ringförmigen AüslrittsSpailcn geführten. plastifizierten Kunststoffe. Eine solche Vermischung ist aber unzulässig, da die Dicke der Einzelschichtcn mil ihren unterschiedlichen Eigenschaften ungleichmäßig ist und so die Qualität des erzeugten Verbundschlauchs gemindert wird.

Zur Vermeidung der genannten Schwierigkeiten win «Ic bereits der Weg beschritten, einen nicht drehbaren Strangpreßkopf, dessen Abdichtung unproblematisch ist, mit mehreren Schmelzequellen fest zu verbinden und die Schmelzequellen samt dem Strangpreßkopf auf einer Rotiervorrichtung anzuordnen (CH-PS 477 274), Diese Lösung hat sich für die Co-Extrusion von mehrschichtigen Verbundschläuchen bewähn, ist jedoch mascbineniechr.isch aufwendiger als die alleinige Anwendung eines rotierbaren Strangpreßkopfes, mit dem im wesentlichen das gleiche Ziel ίο erreicht wird, unvermeidliche Dickenschwarki Tigen der Schlauchfolie für einen guten Folienwickelaufbau über den Umfang gleichmäßig zu verteilen.

Bei dem eingangs genannten Strangpreßkopf nach der DE-OS 26 26 351 liegen zwischen dem stationären is Bauteil und dem drehbar gelagerten Dorn des Düsenwerkzeuges in ringförmigen Ausnehmungen nicht näher beschriebene Profildichtungen mit radial wirkenden, am Dorn anliegenden Dichtflächen vor, die beidseits des Zufuhrkanals und des mit diesem verbundenen Ringkanal angeordnet sind. Bei der Montage oder bei Wartungsarbeiten müssen diese Profildichtungen wie Kolbenringe im Durchmesser aufgeweitet und über den Dorn geschoben werden oder geschlitzt ausgebildet sein. Da durch die bekannte Anordnung nicht mit Sichel heit verhindert wird, daß die unter hohem Druck stehende Schmelze durch den zwischen dem stationären Bauteil und dem Dorn vorliegenden Spal! hindurchdringen kann, sind bei diesem Strangpreßkopf zwischen zwei axial benachbarten Dichtungsringen Durchtrittsnuten vorhanden, in denen sich die kontaminierte Kunststoffschmelze am Umfang sammeln kann. Diese Schmelze wird durch radiale Bohrungen in den äußeren Bauteil abgeleitet. Hierbei besteht insbesondere das Problem der Wartung J5 und Reinigung, da bei jedem Stillsetzen der Anlage die Durchtrittsnuten und die radialen Bohrungen im stationären Bauteil von den erstarrten Schmelzeresten befreit werden müssen, damit die Abdichtung beim Wiederanfahren der Anlage wirksam ist und eine Kontrolle der Leckageströme ermöglicht wird. Ferner ist die Anwendung von U-förmigen Profildichtungen bei Strangpreßköpfen für thermoplastische Massen aus der DE-PS 12 09 281 und allgemein für Dichtungszwecke aus »Werkstattbücher-Dichtungen« von K. Trutnowsky, Springer Verlag 1949, Seiten 37-42 bekannt.

Bei diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Dichtungssystem zwischen dem stationären Bauteil und dem rotierenden Dorn eines Strangpreßkopfes in radialer Bauart zu schaffen, das insbesondere für Mehrfach-Spritzköpfe zur Herstellung von Verbundschlauchfolien anwendbar ist und das auch bei hohen Temperatur- und Druckbeanspruchungen eine wirkungsvolle Abdichtung nach außen gestattet und die Kontamination unterschiedlicher, plastifizierter Kunststoffe vor deren Zusammenführung im Düsenwerkzeug verhindert.

Die Lösung der genannten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegeben. Danach besteht die Erfindung darin, daß die Profildichtungen als an sich bekannte, liegende U-förmige Stulpdichtringe ausgebildet sind, deren Sehenkel durch den Druck des plastifizierten Kunststoffes an die Dichtflächen angedrückt werden, und da(! die ringförmib5 gen Ausnehmungen für die Stulpdichtringe in dem mit einer Trennfuge versehenen, in axialer Richtung geteilten, stationären Bauteil angeordnet und durch jeweils mindestens einen Stichkanal beidseits jedes

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Zufuhrkanals mit jeweils einer der Zufuhrkanäle für einen plastifizierten Kunststoff verbunden sind.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.

Bei einer solchen bevorzugten Anordnung liegen die vom Druck der plastifizierten Kunststoffe beaufschlagten Stulpdichtringe in Rücken-an-Rücken-Anordnung vor und stützen sich an Zwischenringen aus Messing, Sinterbronze oder einem geeigneten Lagermetall ab, die in axialen Trennftigen des stationären Bauteils angeordnet sind. Diese Zwischenringe können auch von einem Kühlmittel durchströmt sein, wenn unter erschwerten Arbeitsbedingungen zusätzliche Maßnahmen zur Verhinderung von Schmelzeleckagen erforderlich sind. Sie weisen hierzu Anschlüsse für ein Kühlmittel auf. Durch eine solche Kühlung wird die Steifigkeit der Profildichtringe b;i erhöhten Temperaturen verbessert und außerdem wird sämtliche, ggf. am Diehtring noch entlangkriechende Kunststoffschmelze durch Einfrieren verfestigt

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt in der Anwendung der in den plastiiizierten Kunststoffen aufgebauten Drücke für die Selbstdichtung du relativ zueinander bewegten Bauteile, wobei die am Dichtungselement radial wirkende Abdichtkraft proportional mit dem Druck des plastifizierten Kunststoffes ansteigt

Hierbei ist noch besonders hervorzuheben, daß durch die konstruktive Maßnahme einer Rundumkammerung der Stulpdichtringe durch metallische Stützflächen die Formbeständigkeit der Dichtringe unter den vorliegen- *> den hohen Betriebsdrücken und -temperaturen erzwungen wird, obwohl die verwandten Werkstoffe für die Dichtringe, wie insbesondere fluorierte Polyolefine, bei diesen Bedingungen üblicherweise nicht formbeständig sind und deshalb ungeeignet erscheinen. Schließlich ist als weiterer Vorteil zu erwähnen, daß die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung aufgrund der gewählten Werkstoffe besonders wartungsfreundlich ist, da sie sich bei Abrieb selbst nachstellt und gute Gleit- und Notlaufeigenschaften aufweist. Damit ist die Voraussetzung für eh.e lange Standzeit und einen hohen Ausnutzungsgrad der damit ausgerüsteten Blasfolienanlagen gegeben.

Beim Betrieb einer mit einem Strangpreßkopf nach der Erfindung ausgerüsteten Mehrschicht-Blasfolienanlage hat sich gezeigt, daß das Abdichtsystem zwischen den relativ zueinander bewegten Bauteilen des Strangpreßkopfes über eine längere Betriebszeit völlig funktionssicher arbeitet Obwohl zunächst vermutet wurde, daß die in den Verbindungskanälen zwischen den Schmelzezuleitungen und den zugehörigen Dichtsystemen unter hohem Druck stehenden plastifizierten Kunststoffe infolge ihrer hohen Verweilzeit bei gleichzeitiger Temperaturbelastung thermisch geschädigt würden, konnte in überraschender Weise festgestellt werden, daß keine Depolymerisations- oder Abbauprodukte entstanden, die die Qualität der erzeugten Kunststoffolien nachteilig beeinflußten. So konnte über die gesamte Betriebszeit eine erstklassige Folienqualität erzielt werden. Selbst nach dem Stillsetzen der Anlage, bei dem der Strangpreßkopf noch über längere Zeit warm gehalten wurde, und einer späteren Inbetriebsetzung konnten keine Undichtigkeiten, Verunreinigungen oder Abbauprodukte der Kunststoffe festgestellt werden, da den Betrieb der Anlage oder die Folienqualität beeinträchtigt hätten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der lediglich ein bevorzugtes Ausfü'.Mingsbeispiel darstellenden

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Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen stellt dar

F i g, I einen Strangpreßkopf in Radislbauweise für die Herstellung von Verbundschlauchfolien;

Fig.2 das Abdichtsystem für den Strangpreßkopf gemäß Fi g, 1 in vergrößerter Darstellung.

Der in F i g. I dargestellte und mit 1 bezeichnete StrangprePkopf für die Herstellung von Verbundschläuchen oder Verbundschlauchfolien besteht aus einem stationären Bauteil 2, der an zwei nicht näher dargestellten Schmelzequellen, beispielsweise zwei Extrudern angeschlossen ist Diese Schmelzezufuhr ist durch zum Werkzeug gerichtete, axial zueinander versetzte Pfeile angedeutet

In dem stationären Bauteil 2 verlaufen in radialer Richtung die Zufuhrkanäle 3, 4 für die Zuleitung des plastifizierten Kunststoffes zu den Ringschlitzen 5,6 des drehbaren Düsen Werkzeuges 7. Die Zufuhrkanäle 3, 4 enden an der in dem stationären Bauteil 2 vorliegenden Bohrung für die Aufnahme des Domes 8 des Düsenwerkzeuges 7. Der Dorn 8 ist in Wälzlagern 9,10 gelagert und von dem Elektromotr.-'.ll angetrieben. Dieser ist mittels Konsole 12 am stationären Bauteil 2 des Strangpreßkopfes 1 befestigt Der Elektromotor 11 treibt über ein Untersetzungsgetriebe 13 ein Kettenrad 14 an, von dem das am unteren Ende des Doms 8 aufgekeilte Kettenrad 15 über Kette 16 mitgedreht wird. Die beschriebene Antriebsverbindung kann ebenso in jeder anderen bekannten Weise ausgeführt sein.

Radial dem Ende der Zufuhrkanäle 3,4 gegenüberliegend weist der Dom 8 jeweils Ringkanäk 17,18 auf, von denen aus die plastifizierten Kunststoffe über radiale und axiale Kanäle 19, 20 bzw. 21, 22 zu den Wendelkanälen 23, 24 weitergeleitet und zu den Ringschlitzen 5, 6 geführt werden, um das Düsenwerkzeug 7 als Verbundschlauch in noch plastischem Zustand zu verlassen. Die Blasluft zum Aufweiten des extrudierten Verbundschlauches wird durch den mit 25 bezeichneten Kanal im Zentrum des Düsenwerkzeuges 7 zugeführt Dieser ist mit einer geeigneten Druckwelle, beispielsweise einem Gebläse verbunden.

Der stationäre Bauteil 2 des Strangpreßkopfes 1, der bis hierher im wesentlichen konventionell aufgebaut ist, ist in F i g. 2 zur Verdeutlichung der Erfindung nochmals vergrößert dargestellt

F i g. 2 zeigt im einzelnen, daß der stationäre Bauteil 2 aus konstruktiv im wesentlichen gleichen Ringelementen 200,201 besteht, die entsprechend den Erfordernissen des herzustellenden Verbundschlauches in der gewünschten Anzahl axial hintcreinandergereiht und durch Schraubverbindungen 202, Zuganker oder dergleichen miteinander druckdicht verbunden sind. Den Ringelementen 200,201 sind die Endabschnitte 203 und 204 zugeordnet, welche die Wälzlager 9, 10 für die drehbn-e Lagerung des Doms 8 aufnehmen und am Umfang bevorzugt nicht näher dargestellte Einrichtungen zur Befestigung des Strangpreßkopfes, * in einer Tragkonstruktion aufweisen. Diese Endabschnitte 203, 204 sind mit den Ringelementen 200, 201 ebenfalls verschraubt oder in einer anderen geeigneten Weise druckdicht verspan.<t. Wie bereits zuvor erwähnt, ist an jedem der Ringelemente 200, 201 eine Schmelzequelle, beispielsweise ein Extruder angeschlossen.

Durch diese werden die plastifizierten Kunststoffe getrennt radial zugeführt, über das Kanalsystem im Dorn 8 in das drehend antreibbare Düsenwerkzeug 7 weitergeleiiet und aui die Ringschlitzdüsen 5,6 veueili und ausgepreßt.

Zur Vermeidung von Undichtigkeiten und insbeson-

dere von Vermischungen der getrennt geführten und unter hohem Druck stehenden, plastifizieren Kunststoffströnie ist - in Strangpreßrichtung gesehen - in jedem Ringelement vor und hinter den Schmelzezufuhrkanälen 3, 4 bzw. den zugeordneten Ringkanälen 17, 18 > im Dorn 8 ein im Querschnitt U-förmig ausgebildeter Stulpdichtring 26 angeordnet. Es sei erwähnt, daß die Ringkanäle 17, 18 alternativ auch im stationären Bauteil 2 vorliegen können, während ihnen im Dorn 8 eine oder mehrere radiale oder schräge Kanäle 19, 21 zugeordnet i" sind, welche zu den Kanälen 20, 22 führen. Die am Umfang in sich geschlossenen Stulpdichtringe 26 bewirken eine Abdichtung des engen, in Fig. 2 übertrieben weit dargestellten Spaltes 27 zwischen dem stationären Bauteil 2 und dem rotierenden Dorn 8 des ι ~> angetriebenen Düsenwerkzeuges 7. Somit wird einerseits eine Leckage zwischen den Trennfugen 205 der Ringelemente 200, 201 bzw. zwischen Ringelementen und den Endabschnitten 203, 204 und andererseits eine Vermischung der Kunststoffströme längs des Domes 8 -'" vermieden.

Nach Fig. 2 sind die Stulpdichtringe 26 in kreisringförmige Ausnehmung 28 in den Stirnflächen der Ringelemente 200, 201 des stationären Bauteils 2 eingesetzt und stützen sich axial gegen einen Zwischen- r> ring 29 ab, der jeweils für zwei benachbarte Baugruppen gemeinsam vorliegt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß jeweils zwei Stulpdichtringe 26 in Rücken-an-Rücken-Anordnun·* gegen einen Zwischenring 29 in Anlage gehalten sind und zwar so, daß s.e so beim Betrieb des Strangpreßkopfes von den Zufuhrkanälen 3,4 her über eine oder mehrere umfangsvcrteilte Bohrungen 30 auf der dem Zwischenring 29 abgewandten Fläche mit annähernd dem vollen Schnielzedriick beaufschlagt und angepreßt sind. Bevorzugt haben die i~-> Stulpdichtringe 26 im Querschnitt ein U-förmiges Profil und die Stichkanälc 30 münden auf der offenen Profilseite 261, so daß die Kunststoffschmci/e über den vorliegenden Ringkanal 262 gleichförmig auf den Umfang verteilt wird und die seitlichen, birgeweicheren Schenkel 263 der Stulpdichtringe 26 gegen die zugeordneten Dichtflächen am stationären Bauteil 2 und am rotierenden Diisenwerk/eug 7 angepreßt und bei auftretendem Verschleiß selbsttätig nachgestellt werden.

In einer speziellen Ausführungsform des Stulpdichtringes 26 ist in die am rotierenden Dorn 8 anliegende Dichtfläche des Schenkels 263 ein metallisches Ringelemeni 264 eingesetzt, durch welches die Kantenfestigkeit des beispielsweise jus einem fluorierten Kohlenwasser· stoffpclymercn, wie Trifluorpolyäthvlen. Tetrafluorpolyäthylen oder Polyvinylhexafluorpropylen (Viton). bestehenden Stulpdichtringes. insbesondere bei thermisch hoher Beanspruchung, erhöht wird. Die Formbeständigkeit der Stulpdichtringe 26 wird aber insbesondere durch die rund um (lon Sliilndichtring 26 gphilrlrtrn Kammer erzwungen, die von dem stationären Bauteil 2. dem Zwischenring 29 und dem rotierenden Dorn 8 gebildet wird und die dem Werkstoff des Stulpdichtrin ges die Möglichkeit nimmt, unter den Druck- und Temperaturbedingungen des Produktionsprozesses zu fließen.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß es in den Stulpdichtring 26 bei dessen Montage - von der offener? Profilseite her — ein Feder- oder Spreizring 31 eingesetzt ist, der nach der Verspannung der Ringelemente des stationären Bauteils 2 den innen liegenden Schenkel 263 des Stulpdichtringos 26 radial gegen die Dichtfläche des Dorns 8 drückt. io daß der Spalt 27 dort bereits abgedichtet wird, bevor Kunststoffschmelze zwischen dl·.. Dichtflächen des Stulpdichtringes 26 und den Dorn 8 eindringen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche;

   l.StrangpreBkopf zum Herstellen von einschichtigen oder mehrschichtigen Schlauchfolien aus thermoplastischen Kunststoffen, bestehend aus einem stationären Bauteil mit mindestens einem radialen Zufuhrkanal für einen plastjfizierten Kunststoff und einem angetriebenen drehbaren Düsenwerkzeug, das über mindestens einen Ringkanal und an diesen angeschlossene, im wesentlichen axiale Kanäle mit dem Zufuhrkanal verbunden ist, und bei welchem zwischen dem stationären Bauteil und dem drehbar gelagerten Dom des Düsenwerkzeuges in ringförmigen Ausnehmungen Profildichtungen mit radial wirkenden, am Dorn anliegenden Dichtflächen angeordnet sind, die beidseits des Zufuhrkanals und des mit diesem verbundenen Ringkanals angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Profildichtungen als an sich bekannte, liegende U-förmige Stulpdichtringe (26) ausgebildet sind, deren Schemel durch den Druck des plastifizierten Kunststoffe? an die Dichtflächen angedrückt werden, daß die ringförmigen Ausnehmungen (28) für die Stulpdichtringe (26) in dem mit einer Trennfuge (20S) versehenen, in axialer Richtung geteilten stationären Bauteil (2) angeordnet und durch jeweils mindestens einen Slichkanal (30) beidseits jedes Zufuhrkanals (3,4) mit jeweils einem der Zufuhrkanäle (3, 4) für einen plastifizierten Kunststoff verbunden sind.
2. 2. Strangpreßkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stulpdichtringe (26) in Rücken-an-Riicken-Anordnung im stationären Bauteil (2) angeordnet sind.
3. 3. Strangpreßkopf räch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweit- zwei Stulpdichtringe (26) gegen einen in der Trennfuge (205) des stationären Bauteils (2) angeordneten Zwischenring (29) abstützen.
4. 4. Strangpreßkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (29) Anschlüsse aufweist und von einem Kühlmittel durchströmbar ist