DE29820347U1 - Mehrschichtadapter für eine Extrusionsvorrichtung - Google Patents
Mehrschichtadapter für eine ExtrusionsvorrichtungInfo
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Description
Gesthuysen & von Rohr
98.839.2.CO Essen, den 9. November 1998
Kühne GmbH
Einsteinstraße 20
Einsteinstraße 20
53757 St. Augustin
Mehrschichtadapter für eine Extrusionsvorrichtung
Gesthuysen & von Rohr - 1 -
Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtadapter für eine Extrusionsvorrichtung zur
Herstellung eines mehrschichtigen Laminates aus thermoplastischem Material mit den
Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Mehrschichtadapter der in Rede stehenden Art sind bereits in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt. Derartige Mehrschichtadapter werden beispielsweise für die Extrusion von Recyclingfolien eingesetzt, bei denen das Recyclingmaterial in einer
relativ dicken Mittelschicht oder einer relativ dicken Mittelschicht und weiteren Zwischenschichten,
und Neuware in den dünnen Deckschichten verarbeitet werden. Von besonderer Bedeutung sind solche Mehrschichtadapter für die Herstellung von
Mehrschichtfolien, deren Deckschichten und/oder Zwischenschichten beispielsweise
als sauerstoff undurchlässige Sperrbarrieren ausgeführt sind. Das hierzu erforderliche
Kunststoff-Rohmaterial ist teuer, je dünner die betroffenen Schichten ausgeführt
werden können, desto besser ist es.
Bekannt ist zunächst ein Mehrschichtadapter mit flügelartigen, spitz zulaufenden
Teilern für Dreischichtextrusion oder, in zwei nachgeschalteten Stufen, Fünfschichtextrusion.
Der bekannte Mehrschichtadapter, von dem die Erfindung ausgeht (US - A - 4,152,387 sowie Publikation der Firma Cloeren "Coextrusion Feedblock"), hat zwei
flügelartige Teiler, die den mittigen Breitschlitz-Hauptdurchflußkanal von den beidseits
angeordneten Nebendurchflußkanälen trennen. Jeder Teiler ist entweder in einem
in dem Adapterkorpus integrierten Dosiergehäuse oder direkt schwenkbar gelagert.
Durch Schwenken des Teilers bzw. der Teiler können die Kanäle relativ zueinander
verengt oder vergrößert werden. Die Positionen der Teiler sind also entscheidend
für die Dicke der einzelnen Schichten des herzustellenden Laminates.
Mit den flügelartigen Teilern des im Stand der Technik bekannten Mehrschichtadapters
läßt sich in der Tat nur die theoretische Dicke des jeweiligen Durchflußkanals bestimmen.
Nun ist es aber so, daß über die Breite des Hauptdurchflußkanals und der Nebendurchflußkanäle abhängig vom eingesetzten Material und sonstigen Parametern
erhebliche Schwankungen auftreten können. Das gewünschte "Flußbild" entspricht häufig durchaus nicht der durch die Lage der Teiler vorgegebenen Gestaltung.
Das hat zur Folge, daß man die Nebendurchflußkanäle, durch die die Laminatschichten
geringerer Dicke gebildet werden, mit einem größeren Querschnitt fahren
Gesthuysen & von Rohr - 2 -
muß als nach der theoretischen Vorgabe nötig wäre, um auf jeden Fall sicherzustellen,
daß im Endprodukt ausgangs der Extrusionsdüse hinreichend dicke Deckschichten vorhanden sind.
Die Schichtdecken des herzustellenden Laminates sind also durchgehend nicht unabhängig
voneinander einstellbar und das Flußbild der Extrusionsdüse ist kaum zu beeinflussen. Hier wird im Stand der Technik Verbesserung dadurch versucht, daß
den Teilern strömungstechnisch sogenannte Verteilerpins nachgeschaltet werden. Die
Verteilerpins sind als Drehbolzen ausgeführt und haben die Aufgabe, die vorbeiströmende
Schmelze in ihrer Dicke einzuengen. Durch entsprechende Formgebung der Pins in Breitenrichtung läßt sich ein bestimmtes, gewünschtes Flußbild der Extrusionsdüse
erzielen.
Die Verteilerpins sind nur für sehr dünne Deckschichten einsetzbar. Ihre Einwirkung
auf das Flußbild ist bei dickeren Deckschichten nur sehr begrenzt.
Neben der zuvor erläuterten Konstruktion von Mehrschichtadaptern mit flügelartigen
Teilern ist auch ein Mehrschichtadapter bekannt, der mit einer grundsätzlich anderen
Konstruktion, nämlich mit Drehbolzen arbeitet (DE - C - 38 03 412). Eine Drehbolzensteuerung ist mechanisch-konstruktiv sehr zweckmäßig und insbesondere
mit geringem Zeitaufwand reparierbar. Sie ist jedoch für dünne Mittelschichten weniger
geeignet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, der eingangs erläuterten, flügelartige
Teiler aufweisenden Mehrschichtadapter hinsichtlich der Beeinflußbarkeit des Flußbildes des Laminates zu verbessern.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei einem Mehrschichtadapter mit den Merkmalen
des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Mehrschichtadapter können die Querschnitte der
Kanäle nicht nur in der Höhe verändert werden, sondern es kann auch in Breitenrichtung
mittels der Teilerlamellen ein gewünschtes Profil erzeugt werden. Mit den einge-
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stellten Querschnitten wird zunächst ein mehrschichtiges Laminat probeweise hergestellt
und dessen Toleranzprofil ermittelt. Alsdann wird der Teiler bzw. werden die Teiler aus dem Adapterkorpus herausgezogen und die einzelnen Teilerlamellen werden
dann entsprechend dem ermittelten Toleranzprofil nachgestellt. Eventuell müssen insoweit mehrere Testschritte erfolgen. Ist die optimale Einstellung gefunden worden,
so kann mit dieser Einstellung die Fertigung von Laminat durchgeführt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Mehrschichtadapter erreicht man eine exakte Beeinflussung
des Flußbildes nach den Parametern des verwendeten Materials etc.. Dadurch
ist es möglich, die Dicke der einzelnen Schichten erheblich zu verringern, insbesondere
bei Schichten aus teuerem Material. Die damit erzielte Materialersparnis ist erheblich.
Sie resultiert nicht in einem Qualitätsverlust, sondern ist das Ergebnis der exakteren
Extrusion.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
Mehrschichtadapters (Patentansprüche 9 bis 11). Insbesondere von Bedeutung ist
dabei die Ausführung, bei der der Mehrschichtadapter mit Teilerlamellen nur zum Testen
und Einstellen eingesetzt wird und bei dem dann ein in der Praxis für die Fertigung
eingesetzter Teiler oder Teilerbolzen als Massivteil, beispielsweise durch ein Erosionsverfahren, nach dem Muster des zuvor ausgemessenen mit Teilerlamellen
versehenen Teilers oder Teilerbolzens hergestellt und eingesetzt wird.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter
Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist auf die Unteransprüche zu verweisen.
Im übrigen wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 in schematischer Darstellung das Prinzip einer Extrusionsvorrichtung zur
Herstellung eines mehrschichtigen Laminates mit dem hier vorgesehenen
Mehrschichtadapter für drei Schichten,
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-A-
Fi2. 2
Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5
in perspektivischer, schematischer Darstellung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Mehrschichtadapters,
einen Teilerbolzen eines Mehrschichtadapters in einer Draufsicht,
einen Schnitt durch den Teilerbolzen aus Fig. 3,
einen Schnitt durch den Teilerbolzen aus Fig. 3,
eine Vorderansicht des Teilerbolzens Fig. 3, aus der sich die Lamelleneinstellung
für ein bestimmtes Flußbild ergibt.
Fig. 1 zeigt das Grundprinzip einer Extrusionsvorrichtung zur Herstellung eines
mehrschichtigen Laminates. Im vorliegenden Fall handelt es sich um ein dreischichtiges
Laminat aus thermoplastischem Material mit Mittelschicht und Deckschichten. Man erkennt austrittsseitig die Extrusionsdüse 1 in Form einer Breitschlitzdüse, in der
das mehrschichtige Laminat auf die sehr geringe Extrusions-Schichtdicke gebracht
wird. Dieser Extrusionsdüse 1 vorgeschaltet ist der hier in Rede stehende Mehrschichtadapter,
der zunächst einen Adapterkorpus 2 aufweist. Im Adapterkorpus 2 befindet sich zunächst ein Breitschlitz-Hauptdurchflußkanal 3, der von links vom Anschluß
4 gespeist wird sowie mindestens ein paralleler Nebendurchflußkanal 5, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Nebendurchflußkanäle 5, 6, die beidseits des
Hauptdurchflußkanals 3 liegen und von einem Anschluß 7 aus gespeist werden.
Jeweils zwei Kanäle 3, 5; 3, 6 werden in entsprechender Breite an einem flügelartigen,
spitz zulaufenden Teiler 8, 9 in einen zu der Extrusionsdüse 1 führenden Sammelkanal
10 zusammengeführt. Die Teiler 8, 9 sind aus dem Adapterkorpus 2 herausnehmbar, insbesondere in Breitenrichtung, also senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 1, herausziehbar.
Wie die Teiler 8, 9 bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Mehrschichtadapter
gestaltet und angeordnet sind, das ist in der Beschreibungseinleitung erläutert worden, darauf darf verwiesen werden.
Fig. 2 zeigt nun die Besonderheit der Erfindung, daß nämlich die flügelartigen Teiler
8, 9 des hier dargestellten Mehrschichtadapters jeweils eine Mehrzahl einzelner, in
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Breitenrichtung geschichtet angeordneter und relativ zueinander verlagerbarer, entsprechend
flügelartiger Teilerlamellen 11 aufweisen. Zur weiteren Erläuterung darf
auch im Zusammenhang mit Fig. 2 auf Fig. 3, 4 und 5 verwiesen werden, die nähere
Details zeigen.
ig
Wesentlich ist, daß die Teilerlamellen 11 nicht nur relativ zueinander verlagerbar, sondern
in einer vorgegebenen, eingestellten Relativlage zueinander im Teiler 8 bzw. 9 fixierbar sind.
Es liegt auf der Hand, daß mit den so einzeln vorgegebenen und verstellbaren Teilerlamellen
11 das Flußbild des Mehrschichtadapters perfekt eingestellt werden kann.
Fig. 5 zeigt dazu ein Beispiel mit insgesamt 36 Teilerlamellen 11 je Teiler 8 und 9 für
den dargestellten Dreischichtadapter und einer in Breitenrichtung zwischen 1 mm und, in der Mitte, 6 mm sich verändernden Spaltweite. Das bedeutet, daß in den
Randbereichen hier die Querschnitte der Nebendurchflußkanäle 5, 6 wesentlich größer
sind als im Mittelbereich. Das führt im Ergebnis zu einem gleichmäßigen Flußbild
mit konstanter Dicke der Außenschichten des Laminates im die Extrusionsdüse 1
verlassenden Material. Diese können wegen dieser hohen Genauigkeit beispielsweise
auf eine Dicke von 60 &mgr;&idiagr;&eegr; zurückgenommen werden, wo bei bisheriger Technik 80
&mgr;&idiagr;&eegr; erforderlich waren. Man kann sich leicht vorstellen, wie bei einem teuren Rohmaterial
für die außenliegenden Schichten des Laminates eine solche Dickenreduktion auf die Kosten wirkt.
Hinsichtlich der relativen Verlagerbarkeit der Teilerlamellen 11 gegeneinander gibt es
verschiedene Möglichkeiten. Das dargestellte und insoweit bevorzugte Ausführungsbeispiel
zeigt, daß die Teilerlamellen 11 selbst auf einer Achse 12 im Teiler 8, 9
schwenkbar gelagert sind. Dies zeigt Fig. 4 besonders deutlich. Die Teilerlamellen 11
können auf der Achse 12 dann zum Fixieren miteinander verspannt werden. Dazu dient die in Fig. 3 besonders deutlich eingezeichnete Spannschraube 13 mit Mitspannmutter
14.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist - lediglich beispielhaft - vorgesehen, daß
die Teilerlamellen 11 jeweils eine Breite von 1,5 bis 2,0 mm, im dargestellten Ausfüh-
•••t
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-6-
rungsbeispiel 2,0 mm aufweisen und daß über die Breite insgesamt 30 bis 50 Teilerlamellen
11, im dargestellten Ausführungsbeispiel 36 Teilerlamellen 11 vorgesehen sind.
Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel ist konstruktiv dadurch besonders
zweckmäßig gestaltet, daß die beiden Teiler 8, 9 in einem gemeinsamen Teilerbolzen
15 integriert sind. Das zeigen die Fig. 2 bis 5 sehr deutlich. Je Teiler 8, 9 gibt
es im Teilerbolzen 15 jeweils eine Spannschraube 13 und Spannmutter 14, die die jeweilige
Achse 12 der zugehörigen Teilerlamellen 11 bilden.
Man kann die Teilerlamellen 11 der beiden Teiler 8, 9 jeweils einzeln für sich einstellen,
man kann aber, gerade bei Zusammenfassung der Teiler 8, 9 in einem Teilerbolzen 15, die Teilerlamellen 11 der beider Teile 8, 9 auch gemeinsam einstellen. Das geschieht
zweckmäßigerweise dadurch, daß man die Teilerlamellen 11 gegen eine metallische
Lehre anstellt und dann fixiert.
Der in den Fig. 3 bis 5 besonders gut verständlich dargestellte Teilerbolzen 15 bildet
also, wie Fig. 2 nun wiederum zeigt, mit seinen Außenflächen der Teiler 8, 9 die Innenflächen
der Nebendurchflußkanäle 5, 6, während die Innenflächen der Teiler 8, 9 gemeinsam den Hauptdurchflußkanal 3 im Bereich des Teilerbolzens 15 bilden. Der
Teilerbolzen 15 wird, wie Fig. 2 zeigt, in Breitenrichtung in eine entsprechende zylindrische
Aufnahme im Adapterkorpus 2 eingeschoben, wobei diese Aufnahme den Hauptdurchflußkanal 3 und die Nebendurchflußkanäle 5, 6 kreuzend schneidet.
Diese Anordnung ist von der Handhabung her besonders zweckmäßig, weil lediglich durch Herausziehen des Teilerbolzens 15 sogleich die Teileranordnung justierfähig
zur Verfügung steht.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtadapters,
bei dem man zunächst den Mehrschichtadapter nach Anspruch 1 und ggf. einem der Ansprüche 2 bis 8 ausgestaltet. Das muß hier nicht wiederholt
werden. Für das Verfahren ist nun interessant, daß man dann mittels des Mehrschichtadapters
testweise einen Schichtverbund herstellt und diesen Schichtverbund vermißt. Die Teilerlamellen 11 werden dann solange verstellt, ggf. mit immer wieder
zwischenzeitlich ablaufendem Test mit Extrusion eines neuen Schichtverbundes, bis
der fertige Schichtverbund das gewünschte Toleranzprofil in Breitenrichtung zeigt.
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&phgr; ·
• &iacgr;
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In der dann erreichten Stellung bleiben die Teilerlamellen 11 im Mehrschichtadapter
fixiert.
Von besonderem Vorteil ist es für eine Produktionsanlage, daß man nach dem zuvor
erläuterten Verfahren anschließend den Teiler 8 bzw. die Teiler 8, 9 bzw. den Teilerbolzen
15 im Endzustand vermißt und danach ein massives Teil ohne Teilerlamellen 11
herstellt, beispielsweise in einem Erosionsverfahren. Dieses massive Teil ohne Teilerlamellen
11, insbesondere also diesen massiven Teilerbolzen 15 mit einem ganz bestimmten
bogenförmigen oder wellenförmigen Verlauf der Vorderkanten der Teiler 8, 9 in Breitenrichtung baut man dann in den Mehrschichtadapter ein. Dadurch gelingt
es, einen Mehrschichtadapter zu realisieren, der genau auf die Materialpaarung der
für das Laminat verwendeten plastischen Materialien und das Endprodukt abgestimmt
ist und eine optimale Anpassung der Schichtdicken ermöglicht.
Schließlich ist Gegenstand der Erfindung auch ein Teilerbolzen für einen Mehrschichtadapter
in der zuvor erläuterten Ausgestaltung.
Claims (10)
1. Mehrschichtadapter für eine Extrusionsvorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen
Laminates aus thermoplastischem Material
mit einem Adapterkorpus (2) und darin mit einem Breitschlitz-Hauptdurchflußkanal
(3) und mindestens einem parallelen Nebendurchflußkanal (5), vorzugsweise zwei, beidseits des Hauptdurchflußkanales (3) liegenden Nebendurchflußkanälen (5, 6)
wobei jeweils zwei Kanäle (3,5; 3,6) an einem flügelartigen, spitz zulaufenden Teiler (8, 9) entsprechender Breite in einen zu einer Extrusionsdüse (9) führenden Sammelkanal (10) zusammengeführt sind, und
wobei jeweils zwei Kanäle (3,5; 3,6) an einem flügelartigen, spitz zulaufenden Teiler (8, 9) entsprechender Breite in einen zu einer Extrusionsdüse (9) führenden Sammelkanal (10) zusammengeführt sind, und
wobei der Teiler (8, 9) aus dem Adapterkorpus (2) herausnehmbar, insbesondere in
Breitenrichtung herausziehbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der flügelartige Teiler (8, 9) eine Mehrzahl einzelner, in Breitenrichtung geschichtet
angeordneter und relativ zueinander verlagerbarer, entsprechend flügelartiger Teilerlamellen (11) aufweist und
daß die Teilerlamellen (11) in einer gewählten Relativeinstellung zueinander im Teiler
(8, 9) fixierbar sind.
2. Mehrschichtadapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilerlamellen
(11) auf einer Achse (12) im Teiler (8, 9) schwenkbar gelagert sind.
3. Mehrschichtadapter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Teilerlamellen (11) zum Fixieren miteinander verspannbar sind.
4. Mehrschichtadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teilerlamellen (11) jeweils eine Breite von 1,5 bis 2,0 mm aufweisen.
5. Mehrschichtadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Teiler (11) über die Breite insgesamt 30 bis 50, vorzugsweise 36 Teilerlamellen
(11) aufweist.
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6. Mehrschichtadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Teiler (8,9) für drei Schichten in einem gemeinsamen Teilerbolzen (15) integriert
sind.
7. Mehrschichtadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Teiler (8,9) für mehr als drei Schichten in einem gemeinsamen Teilerbolzen
(15) intergriert sind.
8. Mehrschichtadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teilerlamellen (11) der zwei Teiler (8,9) für drei Schichten gemeinsam einstellbar
sind.
9. Mehrschichtadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der zwischen den Teilerlamellen (11) der zwei Teiler (8,9) eines Dreischichtadapters
gebildete Schlitz ein lichtes Maß von 4 bis 8 mm, insbesondere von ca. 6 mm hat.
10. Teilerbolzen für einen Mehrschichtadapter einer Extrusionsvorrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 9.
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DE19757827A DE19757827C2 (de) | 1997-12-05 | 1997-12-24 | Mehrschichtadapter für eine Extrusionsvorrichtung |
DE29820347U DE29820347U1 (de) | 1997-12-05 | 1998-11-13 | Mehrschichtadapter für eine Extrusionsvorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE29820347U1 true DE29820347U1 (de) | 1999-05-20 |
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ID=26042206
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DE29820347U Expired - Lifetime DE29820347U1 (de) | 1997-12-05 | 1998-11-13 | Mehrschichtadapter für eine Extrusionsvorrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE29820347U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1621320A1 (de) * | 2004-07-27 | 2006-02-01 | Reifenhäuser GmbH & Co. Maschinenfabrik | Koextrusionsadapter |
-
1998
- 1998-11-13 DE DE29820347U patent/DE29820347U1/de not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1621320A1 (de) * | 2004-07-27 | 2006-02-01 | Reifenhäuser GmbH & Co. Maschinenfabrik | Koextrusionsadapter |
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Legal Events
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R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20070110 |
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R071 | Expiry of right |