DE29923036U1 - Extruder welding machine - Google Patents
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Description
Dohle Extrusionstechnik GmbH 53809 RuppichterothDohle Extrusionstechnik GmbH 53809 Ruppichteroth
ExtruderschweißgerätExtruder welding machine
Die Erfindung betrifft ein Extruderschweißgerät für thermoplastische Kunststoffe mit einem Zylindergehäuse, einer Heizeinrichtung, einer in dem Zylindergehäuse drehbaren, mit einem Drehantrieb gekoppelten Extruderschnecke und einem am Austrittsende des Zylindergehäuses angebrachten Düsenkörper mit einem an seiner Rückseite angeordneten Zapfen, wobei zwischen der Mantelfläche des Zapfens und dem Zylindergehäuse ein Ringraum gebildet ist.The invention relates to an extruder welding device for thermoplastics with a cylinder housing, a heating device, an extruder screw which is rotatable in the cylinder housing and coupled to a rotary drive, and a nozzle body attached to the outlet end of the cylinder housing with a pin arranged on its rear side, wherein an annular space is formed between the outer surface of the pin and the cylinder housing.
Aus EP-A-O 663 277 und DE-C-44 00 778 ist ein derartiges Extruderschweißgerät bekannt, bei dem der rückseitig der Extruderdüse in das Zylindergehäuse ragende Zapfen sich in Förderrichtung erweitert und dadurch mit dem umgebenden Gehäuse ein Ringraum mit sich in Förderrichtung stetig verringerndem Querschnitt gebildet wird. Zweck dieser Ringdüse ist eine streckenmäßig begrenzte Verdichtung des plastifizierten Kunststoffmaterials ohne unnötige mechanische Belastung, die in einer komprimierenden Extruderschnecke auftritt.und zu einer Verschlechterung der Materialeigenschaften des Kunststoffs führen soll. Eine bessere Homogenisierung des Kunststoffmaterials soll insbesondere durch eine Unterteilung des Kunststoff-Flusses in mehrere Stränge mittels einer Lochblende nach Passieren der Kompressionsdüse erreicht werden.An extruder welding device of this type is known from EP-A-O 663 277 and DE-C-44 00 778, in which the pin protruding into the cylinder housing at the back of the extruder nozzle expands in the conveying direction and thus forms an annular space with a cross-section that continuously decreases in the conveying direction with the surrounding housing. The purpose of this annular nozzle is to compress the plasticized plastic material over a limited distance without unnecessary mechanical stress, which occurs in a compressing extruder screw and is said to lead to a deterioration in the material properties of the plastic. Better homogenization of the plastic material is to be achieved in particular by dividing the plastic flow into several strands using a perforated plate after passing through the compression nozzle.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Extruderschweißgerät für thermoplastische Kunststoffe der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem Mangel des aufgeschmolzenen KonststoffStrangs vermieden werden.The present invention is based on the object of creating an extruder welding device for thermoplastics of the type mentioned at the beginning, in which defects in the melted plastic strand are avoided.
Insbesondere sollen Entmischungen der plastifizierten Kunststoffschmelze verhindert oder rückgängig gemacht werden, so daß in dem extrudierten Schweißstrang in Längsrichtung und im Querschnitt keine Ungleichmäßigkeiten auftreten, die äußerlich sichtbar sind oder die Qualität der Schweißnaht beeinträchtigen. Die des öfteren beobachtbare stellenweise körnige Struktur der Schweißnaht soll vermieden werden. Ferner soll auch dem Auftreten schlecht oder nicht plastifizierter Teilchen im aufgeschmolzenen Kunststoffmaterial entgegengewirkt werden. Dieses Ziel soll in konstruktiv einfacher Weise erreicht werden. Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.In particular, the separation of the plasticized plastic melt should be prevented or reversed so that no irregularities occur in the extruded weld strand in the longitudinal direction and in the cross-section that are externally visible or that impair the quality of the weld seam. The grainy structure of the weld seam that is often observed in places should be avoided. Furthermore, the occurrence of poorly or non-plasticized particles in the melted plastic material should also be counteracted. This goal should be achieved in a structurally simple manner. Further advantages emerge from the following description.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Extruderschweißgerät erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ringraum in der Fließrichtung des Kunststoffs frei von einer, düsenartigen Verengung ist. Überraschenderweise wurde gefunden, daß es zur Bildung eines homogenen, insbesondere gleichmäßig aufgeschmolzenen Kunststoffstranges weder ein Ringdüse noch einer Lochblende bedarf, sondern die Bewegung der Schmelze durch den Ringraum zwischen der Mantelfläche des Zapfens und der Innenseite des Extruderzylinders ohne eine Materialkompression dafür ausreicht. Damit ergeben sich erhebliche konstruktive Vereinfachungen. Dies gilt insbesondere, wenn nach der bevorzugten Ausführungsform des Geräts der Zapfen einen über seine Länge gleichbleibenden Querschnitt hat.This object is achieved according to the invention in the extruder welding device mentioned at the beginning in that the annular space in the direction of flow of the plastic is free of a nozzle-like constriction. Surprisingly, it was found that neither an annular nozzle nor a perforated plate is required to form a homogeneous, in particular evenly melted plastic strand, but rather the movement of the melt through the annular space between the outer surface of the pin and the inside of the extruder cylinder without material compression is sufficient. This results in considerable structural simplifications. This is particularly true if, according to the preferred embodiment of the device, the pin has a cross-section that is constant over its length.
Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Extruderschweißgeräts sind auf der Mantelfläche des Zapfens Leitelemente für den Fluß des plastifizierten Kunststoffs angeordnet. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für hochpolymere Kunststoffe mit langkettigen Molekülen, bei denen ein zusätzlicher Mischeffekt im Ringraum zur Lösung der Aufgabe förderlich ist. Durch die Leitelemente wird der Kunststofffluß im Ringraum auch zur Seite gelenkt, d.h. er erhält eine Bewegungskomponente zur Umfangsrichtung hin,In another embodiment of the extruder welding device according to the invention, guide elements for the flow of the plasticized plastic are arranged on the outer surface of the pin. This embodiment is particularly suitable for high-polymer plastics with long-chain molecules, where an additional mixing effect in the annular space is beneficial for solving the problem. The guide elements also direct the flow of plastic in the annular space to the side, i.e. it receives a movement component in the circumferential direction,
die beim Auftreffen auf das nächste Leitelement wieder geändert wird. Hierdurch wird die Durchmischung verbessert. Ferner wird auch der Wärmeübergang von der Zylinderwand und dem Zapfen auf die Schmelze verbessert. Zweckmäßigerweise sind die Leitelemente eine oder mehrere axial und in Umfangsrichtung versetzte Reihen von auf der Mantelfläche angeordneten, insbesondere in den Zapfen eingesetzten Körpern. Diese Körper können im Ringraum zylindrisch sein. Sie können aber auch einen anderen, z.B. keilförmigen Querschnitt haben, wobei dann eine Kante der Keilform von dem Kunststofffluß angeströmt wird.which is changed again when it hits the next guide element. This improves mixing. Furthermore, the heat transfer from the cylinder wall and the pin to the melt is also improved. The guide elements are expediently one or more axially and circumferentially offset rows of bodies arranged on the outer surface, in particular inserted into the pin. These bodies can be cylindrical in the annular space. However, they can also have a different cross-section, e.g. wedge-shaped, in which case the plastic flow then flows onto one edge of the wedge shape.
Die Leitelemente können auch durch auf der Mantelfläche ausgefräste, sich gegenseitig schneidende Kanäle gebildet und in der Draufsicht viereckig, vorzugsweise rautenförmig ausgebildet sein. Diese Ausführung unterscheidet sich im wesentlichen fertigungstechnisch von der zuvor genannten, da die Leitelemente nicht in den Zapfen eingesetzt werden, sondern durch das beim Abfräsen stehenbleibende Zapfenmaterial gebildet werden.The guide elements can also be formed by mutually intersecting channels milled out on the lateral surface and can be square, preferably diamond-shaped, when viewed from above. This design differs essentially from the previously mentioned one in terms of manufacturing technology, since the guide elements are not inserted into the pin, but are formed by the pin material that remains after milling.
Zweckmäßigerweise ist der Zapfen zylinderförmig ausgebildet. Diese Zapfenform ist fertigungstechnisch am einfachsten zu realisieren. Jedoch können auch andere Zapfenquerschnitte gewählt werden, insbesondere ein polygonaler Querschnitt.The tenon is preferably cylindrical. This tenon shape is the easiest to produce. However, other tenon cross-sections can also be selected, in particular a polygonal cross-section.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Extruderschweißgeräts ist der Zapfen ein integraler Bestandteil des Düsenkörpers der Extruderdüse. Hierdurch ergibt sich nicht nur eine einfache Konstruktion, sondern die Temperatur des Zapfens ist durch die Wärmeleitung vom beheizten Zylinder her nur wenig niedriger als die Zylindertemperatur. Ein geringes Temperaturgefälle zwischen der Zylinderwand und der Mantelfläche des Zapfens ist für die Bildung eines homogenen plastifizierten Schmelzstrangs günstig.In the preferred embodiment of the extruder welding device according to the invention, the pin is an integral part of the nozzle body of the extruder nozzle. This not only results in a simple construction, but the temperature of the pin is only slightly lower than the cylinder temperature due to heat conduction from the heated cylinder. A small temperature gradient between the cylinder wall and the outer surface of the pin is favorable for the formation of a homogeneous, plasticized melt strand.
Vorzugsweise ist der Ringraum zwischen dem Zapfen und dem Zylindergehäuse durch radiale Kanäle mit der Axialbohrung des DüsenkörpersPreferably, the annular space between the pin and the cylinder housing is connected to the axial bore of the nozzle body by radial channels
· hi 4 it · hi 4 it i*i* ····
verbunden. Im allgemeinen reichen zwei diametrale Kanäle aus, jedoch können auch drei oder mehr winkelmäßig gleich verteilte Kanäle vorgesehen werden.Generally, two diametrically opposed channels are sufficient, but three or more channels equally spaced at an angle can also be provided.
Im allgemeinen ist zwischen dem vorderen Ende der Extruderschnecke und der hinteren Endfläche des Zapfens ein Stauraum vorhanden. Durch den Stauraum wird die Verweilzeit der plastifizierten Kunststoffmasse erhöht und damit die Temperaturgleichmäßigkeit in der Masse verbessert, insbesondere, wenn bei integralem Zapfen dessen Endfläche hoch temperiert ist.Generally, there is a storage space between the front end of the extruder screw and the rear end face of the pin. The storage space increases the residence time of the plasticized plastic mass and thus improves the temperature uniformity in the mass, especially if the end face of an integral pin is at a high temperature.
Die Zapfenlänge hängt von der Größe des Schweißgeräts ab. Sie liegt im allgemeinen in dem Bereich von 17 bis 55 mm.The pin length depends on the size of the welding machine. It is generally in the range of 17 to 55 mm.
Zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schweißgeräts werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigenTwo embodiments of the welding device according to the invention are described in more detail below with reference to the drawing.
Figur 1 das Mündungsende einer ersten Ausfiihrungsform des erfindungsgemäßen Schweißgeräts im Axialschnitt;Figure 1 shows the mouth end of a first embodiment of the welding device according to the invention in axial section;
Figur 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Figur 1;Figure 2 is a section along the line II-II of Figure 1;
Figur 3 das Mündungsende einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schweißgeräts im Axialschnitt; undFigure 3 shows the mouth end of a second embodiment of the welding device according to the invention in axial section; and
Figur 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Figur 3.Figure 4 is a section along the line IV-IV of Figure 3.
Die Figuren zeigen nur das Mündungsende des neuen Schweißgeräts, das im übrigen in bekannter Weise, z.B. wie in EP-A-O 887 116 ausgebildet sein kann.The figures show only the muzzle end of the new welding device, which can otherwise be designed in a known manner, e.g. as in EP-A-0 887 116.
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Zylindergehäuse 1, das von einem Heizmantel 2 umgeben ist, der mittels Schraubenbolzen 6 auf dem Ge-Figures 1 and 2 show a cylinder housing 1 which is surrounded by a heating jacket 2 which is fixed to the housing by means of screw bolts 6.
häuse festgespannt ist. In dem Zylindergehäuse 1 ist eine Extruderschnecke 3 drehbar gelagert, von der ebenfalls nur das vordere Ende sichtbar ist. In das Zylindergehäuse 1 ist vorne ein Extruderdüsenkörper 4 eingeschraubt, an den rückseitig ein zylindrischer Zapfen angeformt ist. Die rückseitige Stirnfläche 5 des Zapfens 5 ist von dem vorderen Ende der Schnecke 3 unter Bildung eines Stauraums 8 auf Abstand gehalten. Zwischen der Mantelfläche 5 des Zapfens 5 und der Innenseite des Gehäuses 1 befindet sich ein Ringraum 7 von in axialer Richtung gleichbleibendem Querschnitt. Wie insbesondere aus der Figur 2 ersichtlich ist, hat der Zapfen 5 am vorderen Ende zwei Radialbohrungen 9, die sich diametral gegenüberstehen und den Ringraum 7 mit der Axialbohrung 4 des Düsenkörpers verbinden.housing is clamped tight. An extruder screw 3 is rotatably mounted in the cylinder housing 1, of which only the front end is visible. An extruder nozzle body 4 is screwed into the front of the cylinder housing 1, to which a cylindrical pin is formed at the rear. The rear end face 5 of the pin 5 is kept at a distance from the front end of the screw 3, forming a storage space 8. Between the outer surface 5 of the pin 5 and the inside of the housing 1 there is an annular space 7 with a constant cross-section in the axial direction. As can be seen in particular from Figure 2, the pin 5 has two radial bores 9 at the front end, which are diametrically opposed and connect the annular space 7 to the axial bore 4 of the nozzle body.
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 3 und 4 tragen die gleichen Positionen die gleichen Bezugszahlen wie bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform. Wie ersichtlich, sind auf der Mantelfläche 5 des Zapfens 5 mehrere zylinderförmige Leitelemente 10 angeordnet, die in entsprechende Bohrungen des Zapfens 5 fest eingesetzt sind. Die Leitelemente 10 ragen über mehr als die halbe Ringspaltbreite in den Ringraum 7. Sie sind in Paaren axial versetzt. Gegenüber den in Figur 3 gänzlich sichtbaren Elementen 10 sind die anderen Elemente in Umfangsrichtung entweder um 90° versetzt,In the embodiment according to Figures 3 and 4, the same positions have the same reference numbers as in the embodiment shown in Figures 1 and 2. As can be seen, several cylindrical guide elements 10 are arranged on the outer surface 5 of the pin 5, which are firmly inserted into corresponding holes in the pin 5. The guide elements 10 protrude into the annular space 7 over more than half the width of the annular gap. They are axially offset in pairs. Compared to the elements 10 that are completely visible in Figure 3, the other elements are offset in the circumferential direction either by 90°,
a baway
Elemente 10 , oder um 45° versetzt, Elemente 10 . Mit diesem Gerät körinen insbesondere hochmolekulare Kunststoffe, wie z.B. Dowlex ' verarbeitet werden.Elements 10 , or offset by 45°, elements 10 . This device can be used in particular to process high molecular weight plastics, such as Dowlex '.
Claims (10)
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| Country | Link |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012006331A1 (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-02 | Munsch Kunststoff-Schweisstechnik Gmbh | Extruder welding machine for welding thermoplastic materials |
| CN116587573A (en) * | 2023-06-30 | 2023-08-15 | 浙江富春江光电科技有限公司 | Traction equipment for producing all-dry optical cable |
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1999
- 1999-12-30 DE DE29923036U patent/DE29923036U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20000330 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20021217 |
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Effective date: 20060302 |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20080109 |
|
| R071 | Expiry of right |