DE29822651U1 - Kühl- und Kalibriervorrichtung für extrudierte Kunststoffprofile - Google Patents

Description

Beschreibung: Kühl- und Kalibriervorrichtung für extrudierte Kunststoffprofile

Die Erfindung betrifft eine Kühl- und Kalibriervorrichtung für extrudierte Kunststoffprofile.

Extrudierte Kunststoffprofile, insbesondere für Fensterprofile, werden i. a. so hergestellt, daß die durch den Extruder aufbereitete, teigige und heiße Kunststoffmasse durch eine der Profilform entsprechende Öffnung in einer Extrusionsdüse extrudiert wird und direkt anschließend über verschiedene Kühl- und Kalibriervorrichtungen abgekühlt und ausgeformt wird. Derartige Kühl- und Kalibriervorrichtungen bestehen häufig in der Profilextrusion aus mehreren Kalibrierblöcken mit aufwendiger Kühlwasser- und Vakuumversorgung, um zum einen eine hohe Profilqualität herzustellen und im Sinne einer hohen Durchlaufleistung den Wärmeabtransport zu gewährleisten.

Derartige Kalibrierblöcke sind jedoch in der Fertigung sehr aufwendig und teuer, insbesondere bei komplizierten Profilen mit Hinterschneidungen, wie sie beispielsweise zum Einlegen von Dichtungen bei Fensterprofilen häufig vorkommen. Zudem ist die Oberflächenqualität insbesondere bei hohen Durchlaufleistungen unzureichend, da es bei der Kühlung oftmals zu Undefinierten Zuständen im Wärmeübergang bzw. schlechten Kühlleistungen kommt.

In der DE-OS 22 39 746 wurde bereits eine Vorrichtung zum Kalibrieren von stranggepreßten Profilen aus thermoplastischem Kunststoff vorgeschlagen, wobei hinter dem Extruder- bzw. Spritzkopf eine Vakuumkalibriereinrichtung mit Kühlung angeordnet ist, wobei sich ein Unterdruck-Kalibriertank anschließt. Diese Kalibriervorrichtung besteht dabei aus einer Mehrzahl von mit Spaltabstand hintereinander angeordneten Kalibrierwerkzeugen, die in einem an eine Unterdruckwelle angeschlossenen Unterdruckgehäuse untergebracht sind. Die Kalibrierwerkzeuge weisen dabei auch umlaufende Kühlkanäle auf, um den Wärmeabtransport der Extrusionsrestwärme über das im Kalibriertank befindliche Kühlmittel abzuführen. Hierbei wird

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zunächst eine Oberflächen- oder Außenschalenkalibrierung vorgenommen, da das Kühlmittel, i. a. Wasser, direkt an die äußeren Oberflächenschichten gelangt, so daß das Kunststoffprofil zwischen den Kalibrierscheiben von Kühlmittel umspült wird. Nähere Angaben zu dem Aufbau und der Halterung der Kalibrierwerkzeuge werden hierbei jedoch nicht gemacht.

Eine ähnliche Anordnung von scheiben- oder blendenförmigen Kalibrierwerkzeugen findet sich in dem DE 297 10 291 Ul. Die dort beschriebene Halteeinrichtung für ein Kalibrierwerkzeug besteht jeweils aus einem aufrecht stehenden Zapfen, der in das jeweilige Kalibrierwerkzeug von unten her eingreift. Der Zapfen ist dabei in Extrusionsrichtung so versetzt, daß sich eine Selbstausrichtung des einzelnen Kalibrierwerkzeuges ergibt. Diese Anordnung ist jedoch ebenfalls sehr aufwendig, wobei die exakte Ausrichtung der einzelnen Kalibrierwerkzeuge, insbesondere in der Anlaufphase der Extrusionsanlage, nicht immer gegeben ist.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kühl- und Kalibriervorrichtung für extrudierte Kunststoffprofile zu schaffen, die einfach gefertigt werden kann und hinsichtlich der Ausrichtung der einzelnen Kalibrierwerkzeuge besonders präzise ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kühl- und Kalibriervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Durch die vorgeschlagene Halterung der Kalibrierwerkzeuge an wenigstens einer Zentrierwelle, vorzugsweise zwei parallel zueinander verlaufenden Zentrierwellen, in dem Kalibriertank wird eine exakte Ausrichtung der Kalibrierwerkzeuge erreicht. Insbesondere läßt sich hierdurch der Fertigungsaufwand reduzieren, da die einzelnen Kalibrierwerkzeuge (scheibenweise) hergestellt werden können und dann auf der oder den Zentrierwelle(n) aufgefädelt werden. Durch diese exakte Ausrichtung der Kalibrierwerkzeuge läßt sich zudem die Oberflächengüte steigern, insbesondere auch deshalb, da das Kühlmittel zwischen den Kalibrierwerkzeugen in einem definierten Spaltabstand zu der Außenschicht des Kunststoffprofils gelangt

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und somit eine intensive Kühlung erreicht wird. Durch die Anwendung von Unterdruck in dem Kalibriertank wird zudem das extrudierte Kunststoffprofil an die Kalibrierdurchlässe angelegt, so daß die Oberflächengüte gesteigert wird. Die Spaltabstände zwischen den einzelnen Kalibrierwerkzeugen lassen sich hierbei durch die Anordnung auf einer oder zwei Zentrierwellen besonders einfach verändern und damit an das jeweils extrudierte Kunststoffprofil anpassen. So kann beispielsweise der Spaltabstand in Extrusionsrichtung kontinuierlich gesteigert werden, beispielsweise von 2 mm zwischen dem ersten und zweiten Kalibrierwerkzeug auf 3 mm, dann 4 mm usw., da sich mit zunehmender Abkühlung die stabile Profillänge zwischen den einzelnen Kalibrierwerkzeugen entsprechend erhöht. Hierdurch wird insgesamt die Kühlleistung wesentlich verbessert, wobei die Optimierung an das jeweils extrudierte Kunststoffprofil durch Änderung des Spaltabstandes infolge einer Verschiebung des Kalibrierwerkzeuges auf der oder den Zentrierwellen in einfacher Weise erfolgen kann.

In bevorzugter Ausführungsform sind um die Kalibrierdurchlässe der Kalibrierwerkzeuge mehrere Kühlkanäle in Extrusionsrichtung verlaufend angeordnet. Die Kühlkanäle in den einzelnen Kalibrierwerkzeugen sind dabei fluchtend angeordnet, so daß an dem ersten Kalibrierwerkzeug einströmendes Kühlmittel auch in dem Kühlmittelbad in das zweite, dann dritte usw. Kalibrierwerkzeug übertritt. An dem jeweiligen Spaltabstand ergeben sich dabei Kühlmittelumwälzungen, so daß Totzonen vermieden werden und insgesamt die Kühlleistung wesentlich verbessert wird.

In bevorzugter Ausführung ist/sind die Zentrierwelle(n) im Bodenbereich des Kalibriertanks angeordnet, da hierdurch die Kalibrierwerkzeuge nach Herausziehen der Zentrierwelle(n) in einfacher Weise nach oben entnommen werden können, um so einen schnellen Werkzeugwechsel durchzuführen. In bevorzugter Weise ist an den Zentrierwellen auch ein Frontkaliber befestigt, so daß keine gesonderte Halterung erforderlich ist.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kühl- und Kalibriervorrichtung;

Fig. 2 eine entsprechende Draufsicht; Fig. 3 eine Schnittansicht durch den Kalibriertank; und Fig. 4 eine entsprechende Darstellung mit geöffnetem Kalibriertank, wobei ein Kalibrierwerkzeug entnommen ist.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt einer Extruderanlage gezeigt, wobei sich an eine Kühl- und Kalibriervorrichtung 1 für extrudierte Kunststoffprofile nach rechts hin ein weiterer Kühlmitteltank anschließt. Die Kühl- und Kalibriervorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einem quaderförmigen Kalibriertank 2, in dem mehrere Kalibrierwerkzeuge 4 eng nebeneinanderstehend angeordnet sind. Das Kunststoffprofil, das aus der Extruderdüse 3 in den Kalibriertank 2 ggf. unter Zwischenschaltung eines Frontkalibers 9 eintritt, durchläuft somit Kalibrierdurchlässe (vgl. Fig. 3) in Extrusionsrichtung E, also hier nach rechts, und tritt dann zur weiteren Abkühlung in den hier rechts angedeuteten Kühltank ein.

In dem Kalibriertank 2 sind die scheibenförmigen Kalibrierwerkzeuge 4 im wesentlichen vollständig in das Kühlmittel eingetaucht und bevorzugt an ihrem unteren Ende auf einer oder zwei Zentrierwellen 5 aufgefädelt. Zur sicheren Ausrichtung der Kalibrierwerkzeuge 4 sind hier zwei Zentrierwellen 5 vorgesehen, die parallel zueinander verlaufen und den gleichen Durchmesser aufweisen. Es können jedoch auch zwei Zentrierwellen 5 unterschiedlichen Durchmessers vorgesehen sein oder nur eine einzige Zentrierwelle mit einem abgerundeten Rechteckprofil oder einem Lemniskaten-Profil. Aufgrund der einfacheren Herstellung der Bohrungen im jeweiligen Kalibrierwerkzeug 4 werden die hier in dem Kalibriertank 2 über dessen gesamte Länge verlaufenden, parallelen Zentrierwellen 5

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bevorzugt, da durch deren Anordnung zwischen einer Frontblende 10 und einer Heckblende 11 auch eine Stabilisierung des Kalibriertanks 2 erreicht wird. Somit brauchen die Seitenwände 13 (vgl. Fig. 2) nicht unbedingt tragend ausgebildet sein, sondern können schnell auswechselbar in Schiebeführungen 12 angeordnet sein, so daß hierdurch der Austausch der Kalibrierwerkzeuge 4 erleichtert werden kann.

In Fig. 1 ist des weiteren in Strichlinien über den Kalibrierdurchlässen 7 ein Kühlkanal 6 angedeutet. An diesem Kühlkanal 6 ist ein Kühlmittelauslaß 8 vorgesehen, bevorzugt eine Druckdüse, so daß Kühlmittel, das in dem Kalibriertank 2 umgewälzt wird, zugeführt wird. Dabei gelangt das Kühlmittel von dem einen Kühlkanal 6 des ersten Kalibrierwerkzeuges 4 aufeinanderfolgend in den jeweils sich daran anschließenden Kühlkanal 6 des zweiten, dritten, vierten usw. Kalibrierwerkzeuges 4. Beim übertritt in das jeweils nächste Kalibrierwerkzeug 4 gelangt das Kühlmittel in dem Spaltabstand S zwischen den einzelnen Kalibrierwerkzeugen 4 in unmittelbare Berührung mit der Außenschicht des zu extrudierenden Kunststoffprofiles, so daß der Wärmeabtransport gesteigert wird.

In Fig. 2 ist eine entsprechende Draufsicht auf die Kühl- und Kalibriervorrichtung 1 gemäß Fig. 1 dargestellt. Wie ersichtlich, verlaufen die beiden Zentrierwellen 5 von der Heckblende 11 über die Frontblende 10 hinaus, um hier ein zusätzliches Frontkaliber 9 ebenfalls zu lagern. Weiterhin ist die Gestaltung der Schiebeführungen 12 für die Seitenwände 13 ersichtlich. Es sei darauf hingewiesen, daß der Kalibriertank 2 im wesentlichen nur einen Zufluß, bevorzugt über den Kühlmittelauslaß 8, aufweist und einen Vakuumanschluß 20, um das Kühlmittelbad in dem Kalibriertank 2 unter geringem Unterdruck zu halten.

In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den Kalibriertank 2 dargestellt, woraus die Profilgestaltung des Kalibrierdurchlasses 7 ersichtlich ist, ebenso die Anordnung mehrerer Kühlkanäle 6. Im unteren Bereich des Kalibrierwerkzeuges 4 ist hierbei die Auffädelung an den beiden

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Zentrierwellen 5 ersichtlich. Wenn somit die beiden Zentrierwellen 5 beispielsweise in Richtung des Frontkalibers 9 in Fig. 2 herausgezogen werden, können die Kalibrierwerkzeuge 4 nacheinander aus dem Kalibriertank 2 nach oben entnommen werden, wie dies in Fig. 4 ersichtlich ist. Hierdurch kann eine rasche Auswechselung der Kalibrierwerkzeuge 4, beispielsweise für ein anderes Kunststoffprofil, vorgenommen werden. Der Zugang zu den einzelnen Kalibrierwerkzeugen 4 wird dabei erleichtert, wenn beispielsweise eine Seitenwand 13 an den Schiebeführungen 12 herausgenommen wird. Damit ist auch eine paketweise Auswechselung der Kalibrierwerkzeuge 4 möglich. Die Kühl- und Kalibriervorrichtung 1 in Form des Kalibriertanks 2 mit darin eingesetzten Kalibrierwerkzeugen 4 kann dabei ebenso wie der sich daran nach rechts in Extrusionsrichtung E anschließende Kühltank auf dem Tisch verbleiben, auf dem die Frontblende 10 und die Heckblende 11 zur Abstützung montiert sind.

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Claims (11)

Ansprüche:

1. Kühl- und Kalibriervorrichtung für extrudierte Kunststoffprofile, mit einer Mehrzahl von Kalibrierwerkzeugen, die in Extrusionsrichtung mit Spaltabstand hintereinander in einem Kalibriertank angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Kalibrierwerkzeuge (4) an wenigstens einer Zentrierwelle

(5) fluchtend fixiert sind.

2. Kühl- und Kalibriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel verlaufende Zentrierwellen (5), insbesondere mit gleichem Durchmesser, in dem Kalibriertank (2) verlaufend angeordnet sind.

3. Kühl- und Kalibriervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierwelle(n) (5) im Bodenbereich des Kalibriertanks (2) angeordnet ist/sind.

4. Kühl- und Kalibriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibriertank (2) als Vakuum-Kalibriertank mit einem Vakuumanschluß (20) ausgebildet ist.

5. Kühl- und Kalibriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltabstand zwischen den Kalibrierwerkzeugen (4) einstellbar ist, insbesondere in Extrusionsrichtung (E) kontinuierlich ansteigend ausgelegt ist.

6. Kühl- und Kalibriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierwerkzeuge (4) jeweils wenigstens einen Kühlkanal (6) aufweisen, wobei die Kühlkanäle (6) aufeinanderfolgender Kalibrierwerkzeuge (4) in Extrusionsrichtung (E) fluchtend ausgerichet sind.

7. Kühl- und Kalibriervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Kalibrierwerkzeug (4) -in Extrusionsrichtung- ein Kühlmittel-Auslaß angeschlossen ist,

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dessen Ausiaßrichtung (A) in die Kühlkanäle (6) hinein
verlaufend ausgerichtet ist.

8. Kühl- und Kalibriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der zu einer
Extrusionsdüse (3) hin ausgerichteten Stirnseite des
Kalibriertanks (2) ein extern gekühltes Frontkaliber (9)
vorgesehen ist.

9. Kühl- und Kalibriervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Frontkaliber (9) an der/den
Zentrierwelle(n) (5) befestigt ist.

10. Kühl- und Kalibriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierwelle(n) (5) aus dem Kalibriertank (2) herausziehbar ist/sind,
insbesondere in einer Frontblende (10) mit Schiebesitz
gelagert ist/sind.

11. Kühl- und Kalibriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibriertank (2) für wenigstens eine Seitenwand (13) eine vertikal
verlaufende Schiebeführung (12) aufweist, insbesondere in einer Front- und/oder Heckblende (10, 11) des Kalibriertanks (2).

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