DE3117179A1

DE3117179A1 - Verfahren zum extrudieren mindestens einer kunststoffbahn und vorrichtung zur durchfuehrung eines derartigen verfahrens

Info

Publication number: DE3117179A1
Application number: DE19813117179
Authority: DE
Inventors: Dietrich 7932 Munderkingen Welle; Günter 7935 Rottenacker Wenger
Original assignee: Etimex Kunststoffwerke GmbH
Current assignee: Etimex Kunststoffwerke GmbH
Priority date: 1981-04-30
Filing date: 1981-04-30
Publication date: 1982-11-25

Description

Verfahren zum Extrudieren mindestens
einer Kunststoffbahn und Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens Bei der Herstellung von Kunststoff-Folienbahnen ging man bisher so vor, dass man den Kunststoff entweder durch eine Schlitzdüse preßte, deren öffnung die Gestalt eines langgestreckten, schmalen Rechtecks besitzt, oder zunächst einen Kunststoffschlauch extrudierte, diesen durch Aufblasen aufweitete und anschliessend der Länge nach aufschnitt.
Durch die Erfindung wurde nun ein weiteres Verfahren zum Extrudieren mindestens einer Kunststoffbahn geschaffen, das Möglichkeiten für eine bisher unbekannte Weiterverarbeitung des extrudierten Kunststoffs eröffnet. Erfindungsgemäß wird der Kunststoff nämlich in bekannter Weise zunächst zu einem Schlauch geformt und letzterer bei fließfähigem Kunststoff dadurch in Schlauchlängsrichtung aufgetrennt, dass der Schlauch an einem in die Bahn des Schlauchs hineinragenden Trennelement vorbeigepreßt wird. Der Schlauch wird also noch im Extrusionswerkzeug aufgetrennt, wobei man zweckmäßigerweise so vorgeht, dass der Schlauch während des Auftrennens expandiert wird, um ein Wiederzusammenfliessen der Längsränder der so geschaffenen Kunststoffbahn zu verhindern. Ein solches Expandieren des Kunststoffschlauchs findet auch in bekannten Schlauchextrusionsdüsen statt, die einen Düsenmantel mit einer sich in Extrusionsrichtung erweiternden öffnung und einen sich in derselben Richtung verdickenden, in der Düsenmantelöffnung angeordneten Düsenkern aufweisen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man von dem Vorteil der bekannten Schlauchextrusionsdüsen Gebrauch machen, dass sich nämlich die Dicke der extrudierten Kunststoffbahn durch einfaches Verschieben des Düsenkerns in Extrusionsrichtung bzw.
in.entgegengesetzter Richtung steuern läßt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der in Längsrichtung aufgetrennte Schlauch anschliessend in einem Blaswerkzeug zu einem Hohlkörper umgeformt. Das Einführen eines in Längsrichtung aufgetrennten Schlauchs statt, wie üblich, eines in Umfangsrichtung geschlossenen Schlauchs eröffnet ganz neue Möglichkeiten u.a. für die Blastechnik; so lassen sich geblasene Kunststoff-Hohlkörper mit seitlichen Öffnungen ohne späteres Nacharbeiten herstellen: das unter der Extrusionsdüse angeordnete Blaswerkzeug kann einen Dorn, Stempel oder dergleichen aufweisen, der von der Seite her in den Längsschlitz des von oben her in das Blaswerkzeug hineinextrudierten Schlauchs hineinragt und so nach dem Schliessen des Blaswerkzeugs und während des Blasens des Kunststoff-Hohlkörpers das Zuquetschen der seitlichen Öffnung im Dorn- bzw. Stempelbereich verhindert. Ferner erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren das Einbetten von Rohren oder anderen Teilen in die Seitenwand eines geblasenen Kunststoff-Hohlkörpers; man geht dabei erfindungsgemäß so vor, dass ein Rohr, ein Stutzen oder ein anderes Teil mittels einer Halterung in das Blaswerkzeug eingelegt und der aufgetrennte Kunststoffschlauch durch Ertrusion über die eingelegten Teile geschoben wird, ehe das Blaswerkzeug geschlossen wird. Beim Schliessen des Blaswerkzeugs und Aufblasen des Kunststoffschlauchs wird das Rohr etc. dann in die Seitenwand des Kunststoff-Hohlkörpers eingebettet.
Während bisher beim Blasen von Kunst-Hohlkörpern der sog. Blasdorn, d. h. ein Rohr, durch das Druckluft in das Innere des extrudierten Kunststoffschlauchs eingeleitet wird, stets in Längsrichtung des Kunststoffschlauchs verlief, läßt das erfindungsgemäße Verfahren auch einen quer zur Längsrichtung des extrudierten Schlauchs verlaufenden Blasdorn zu, d. h. der Blasdorn kann von der Seite her in das Blaswerkzeug eintreten.
Mit dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Kunststoff-Hohlkörper wirtschaftlicher herstellen Das erfirfdungsgemäße Verfahren erlaubt es aber auch, gleichzeitig zwei oder noch mehr Kunststoffbahnen herzustellen, die sich dann simultan verarbeiten lassen; hierzu wird erfindungsgemäß der Kunststoffschlauch an mehreren, in Schlauchumfangsrichtung gegeneinander versetzten Stellen dadurch in Schlauchlängsrichtung aufgea trennt, dass der Schlauch an mehreren Trennelementen vorbeigepreßt wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche eine Extrusionsdüse mit-einem Düsenmantel und einem in einer Öffnung des letzteren angeordneten Düsenkern aufweist, zwischen denen sich der Extrusionskanal befindet, insbesondere mit einer sich in Extrusionsrichtung erweiternden Düsenmantelöffnung und einem sich i erselben Richtung verdickenden Düsenkern, zeichnet sich dadurch aus, dass an mindestens einer Stelle des Extrusionskanals eine sich vom Düsenmantel bis zum Düsenkern erstreckende Brücke zur Auftrennung des extrudierten Schlauchs angeordnet ist. Diese Brücke kann Bestandteil des Düsenkerns oder des Düsenmantels ein, bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Brücke jedoch als Messer ausgebildet, welches im Düsenmantel in Richtung auf den Düsenkern verschiebbar geführt ist und deshalb eine problemlose Wandstärkensteuerung durch Verschieben des Düsenkerns zuläßt, und zwar unabhängig davon, ob der Extrusionskanal rotationssymmetrisch ist oder eine andere Gestalt aufweist,sowie unabhängig davon, an welcher Stelle des Extrusionskanals die Auftrennung des Kunststoffschlauchs erfolgt.
Wie bereits erwähnt, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren auch das gleichzeitige Extrudieren zweier oder mehrerer Kunststoffbahnen, und hierfür empfiehlt sich eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der Düsenkern und Düsenmantel im austrittsseitigen Endbereich der Düsenmantelöffnung an mindestens zwei in Schlauchumfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Stellen gegeneinander anliegen und zwischen diesen Stellen schlitzförmige Extrusionskanalbereiche bilden. Dabei wird man Düsenkern und Düsenmantelöffnung im austrittsseitigen Endbereich der letzteren zwecianä.ßigerweise rechteckförmig ausbilden, so daß zwei ebene Kunststoffolienilknen extrudiert werden.
Diese lassen sich besonders einfach synchron zu Kunststoffgegenständen umformen, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zum ormn dieser Gegenstände aus den beiden gleichzeitig extrudierten Folienbahnen unterhalb der Extrusionsdüse eine ?4ehrfachform angeordnet ist, welche zwischen den Folienbahnen ein festvon stehendes Formteil sowie auf den/letzteren abgekehrten Seiten der Folienbahnen jeweils ein auf das feste Formteil zu verschiebbares, bewegliches Formteil aufweist.
Natürlich könnte aber auch mit einer oder mehreren Einfachformen gearbeitet werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/ oder der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie erfindungsgemäßer Vorrichtungen; in der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Extrusionsdüse; Fig. 2 einen Querschnitt durch den mit Hilfe dieser Extrusionsdüse extrudierten, in Längsrichtung aufgetrennten Kunststoffschlauch; Fig. 3 ein Beispiel eines mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens geblasene#n Kunststoff-Hohlkörpers mit einem in die Behälterseitenwand eingebetteten Rohrstutzen; Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Extrusionsdüse mit nachgeordneter, erfindungsgemäßer Mehrfachform zum gleichzeitgen Tiefziehen mehrerer Kunststoffbecher oder dergleichen; Fig. 5 einen weiteren Längsschnitt durch die zweite Ausführungsform, wobei jedoch die Schnittebene gegenüber derjenigen nach Fig. 4 um 900 verdreht ist, und Fig. 6 einen Querschnitt durch diese Extrusionsdüse nach der Linie 6-6 in Fig. 5.
Die Fig. 1 zeigt einen Düsenmantel 10 mit einer Düsenmantelöffnung 12, in der durch übliche, jedoch nicht dargestellte Mittel ein Düsenkern 14 so gehalten ist, dass seine Achse im Zentrum der Düsenmantelöffnung liegt und dass er in Richtung seiner Achse nach unten und oben verschoben werden kann. Zwischen Düsenmantel 10 und Düsenkern 14 wird ein Extrusionskanal 16 gebildet, der bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Längsachse des Düsenkerns rotationssymmetrisch ist.
Die Wand der Düsenmantelöffnung 12 ist im unteren Bereich 12a konisch ausgebildet, und der untere Bereich 14a des Düsenkerns besitzt Kegelstumpfform, wobei allerdings die Konizität der Düsenmantelöffnung kleiner ist als diejenige des Düsenkerns; durch Anheben des Düsenkerns 14 läßt sich also die Stärke des Austrittsspalts am unteren Ende der Düsenmantelöffnung 12 steuern.
Wie beim Extrudieren von Kunststoffschläuchen üblich, wird durch eine Schneckenpresse oder dergleichen schmelzflüssiger Kunststoff von oben in den Extrusionskanal 16 hineingepreßt, zu einem Schlauch geformt und unten aus dem Extrusionskanal 16 ausgestossen, wobei die Wandstärke des extrudierten Kunststoffschlauchs von der Relativstellung des Düsenkerns 14 zum Düsenmantel 10 abhängt.
Insoweit sind die geschilderte Vorrichtung und das beschriebene Verfahren bekannt und allgemein üblich.
Erfindungsgemäß ist nun ein Messer 18 vorgesehen, welches in einem im Düsenmantel 10 gebildeten Führungskanal 20 in Richtung auf den Düsenkern 14 verschiebbar geführt ist und von einer Druckfeder 22 Wegen den Düsenkern angelegt wird. Ein am Messer befestigter Schaft 24 und'eine im Düsenmantel 10 gebildete Führungsbohrung 26 für diesen Schaft dienen der Halterung des Messers 18 und der Druckfeder 22. Nach einem weiternn Merkmal der Erfindung ist die vordere Stirnfläche 18a des Messers 18 so ausgebildet, dass sie ein Negativ zu demjenigen Bereich der Umfangsfläche des Düsenkerns 14 bildet, gegen den sie anliegt, so dass zwischen der Stirnfläche 18a und dem Düsenkern 14 nir-oder einem anderen Verschiebeorgan gends ein Spalt existiert. Ferner ist es zweckmäßig, das Messer 18 oben mit einer Trennkante 18b zu versehen. und es keilförmig auszubilden, so dass - von oben gesehen - seine Dicke von oben nach unten zunimmt.
Beim Extrudieren eines Kunststoffschlauchs wird dieser durch das Messer 18 demnach in Längsrichtung aufgetrennt, und da der Kunststoffschlauch durch den an das Messer 18 angrenzenden Bereich 14a des Düsenkerns gleichzeitig aufgeweitet wird.
Der aus dem Extrusionswerkzeug gemäß Fig. 1 unten austretende Kunststoffschlauch 30 hat also den in Fig. 2 gezeigten Querschnitt.
Die Fig. 3 zeigt einen geblasenen Kunststoff-Hohlkörper 32, wie er sich gemäß der Erfindung einfach herstellen läßt, indem in an sich üblicher Weise unter dem in Fig. 1 dargestellten Extrusionswerkzeug ein Blaswerkzeug angeordnet wird, das so geteilt ist, dass sich seine beiden Hälften in Querrichtung auseinanderfahren lassen. Extrudiert man nun erfindungsgemäß in das geöffnete Blaswerkzeug von oben ein Stück des in Fig. 2 gezeigten Kunststoffschlauchs 30 und legt ein in Fig. 3 gezeigtes Rohrstück so in das Blaswerkzeug ein, dass es mit seinem Stutzen 34a den Spalt 30a des Kunststoffschlauchs 30 durchgreift, so läßt sich das Rohrstück 34 durch Schliessen der Blasform und das übliche Aufblasen des noch heissen Kunststoffschlauchs so in den geblasenen Hohlkörper 32 einbetten, dass die Seitenwand 32a und der Boden 32b des Hohlkörpers 32 die Enden des Rohrstücks 34 fest umschliessen, wie dies in Fig. 3 dargestellt wurde.
Aufgrund der vorstehenden Schilderung wird auch leicht verständlich, dass man eine bleibende Öffnung in einer Seitenwand eines geblasenen Kunststoff-Hohlkörpers mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens einfach dadurch herstellen kann, dass man die Blasform mit einem seitlichen Dorn versieht, der den Spalt 30a des Kunststoffschlauchs 30 durchgreift und den Spalt im Bereich dieses Dorns beim Schliessen der Blasform und beim Aufblasen des Kunststoffschlauchs offen hält.
Anhand der Fig. 4 bis 6 soll nun eine Ausführungsform der Erfindung erläutert werden, mit der sich gleichzeitig zwei Kunststoff-Folienbahnen extrudieren und zu Gegenständen wie Schalen, Bechern, extrem flachen Hohlkörpera oder dergleichen verarbeiten lassen.
Die gezeigte Vorrichtung besitzt wieder ein Extrusionswerkzeug, bestehend aus einem Düsenmantel 50 und einem Düsenkern 52, welcher von einer Öffnung 54 des Düsenmantels aufgenommen wird und sich durch nicht dargestellte, jedoch bekannte Steuermittel in Richtung der Längsachse der Düsenmantelöffnung 54 verstellen läßt, um die Breite des Austrittspalts und damit die Dicke der extrudierten Kunststoff-Folienbahnen steuern zu können.
Wie sich aus der Zeichnung und insbesondere aus Fig. 6 ergibt, sind die Düsenmantelöffnung 54 und der Düsenkern 52 in ihren oberen Bereichen 54a bzw. 52a bezüglich der Längsachse der Düsenmantelöffnung rotationssymmetrisch ausgebildet, während die Querschnitte in den unteren Bereichen 52b und 54b des Düsenkerns bzw.
der Düsenmantelöffnung rechteckig sind, und zwar derart, dass der Düsenkern den Extrusionskanal 58 unten bis auf zwei schlitzförmige Austrittsöffnungen 60 verschließt. Natürlich sind auch andere als rechteckige Querschnittsformen der Düsenmantelöffnung möglich.
Der Düsenkern 52 hat zu diesem Zweck auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Ansatz, der im folgenden als Brücke 52c bezeichnet werden soll, weil diese beiden Ansätze den Extrusionskanal 58 überbrücken. Die nach aussen gekehrten Stirnflächen 52c' der Brücken sind eben und parallel zur Längsachse des Düsenkerns 52 ausgebildet, so dass sie unabhängig von der Relativstellung des Düsenkerns zum Düsenmantel stets abdichtend gegen die Wandflächen 54ce der Düsenmantelöffnung 54 anliegen. Schließlich ist jede der Brücken 52c oben noch mit einer Trennkante 52d versehen, um den im oberen Bereich des Extrusionskanals 58 zunächst gebildeten Kunststoffschlauch an zwei einander gegenüberliegenden Stellen in Längsrichtung aufzutrennen, so dass zwei Bahnen entstehen, die das Extrusionswerkzeug durch die schlitzförmigen Austrittsöffnungen 60 verlassen. Diese Kunststoff-Folienbahnen wurden in Fig. 4 mit 62 bezeichnet.
Erfindungsgemäß ist nun unter dem Extrusionswerkzeug -eine Mehrfachform angeordnet, die aus einem zwischen den Folienbahnen 62 liegenden feststehenden Formteil 70 und zwei ausserhalb liegenden beweglichen Formteilen 72 besteht, die in Richtung der Pfeile A gegen das feststehende Formteil bewegt werden können. Die in Fig. 4 skizzierte Mehrfachform dient nun beispielsweise dazu, aus den Folienbahnen 62 Kunststoffschalen tiefzuziehen. Deshalb besitzt das feststehende Formteil 70 auf jeder Seite einen oder mehrere Formhohlräume 70a, und diesen gegenüberliegend sind an den beweglichen Formteilen 72 Stempel 72a angeordnet.
Die Formteile 70 und 72 können gleichzeitig auch als Stanzwerkzeuge ausgebildet sein, um die Kunststoff-Folienschalen nicht nur tiefzuziehen, sondern aus den Folienbahnen 62 auch gleich auszustanzen.

Claims

Patentansprüche 113 Verfahren zum Extrudieren mindestens einer Kunststoffbahn, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff in bekannter Weise zunächst zu einem Schlauch geformt und letzterer bei fliessfähigem Kunststoff dadurch in Schlauchlängsrichtung aufgetrennt wird, dass der Schlauch an einem in die Bahn des Schlauchs hineinragenden Trennelement vorbeigepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung mehrere Kunststoffbahnen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch an mehreren, in Schlauchumfangsrichtung gegeneinander versetzten Stellen dadurch in Schlauchlängsrichtung aufgetrennt wird, dass der Schlauch an mehreren Trennelementen vorbeigepreßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch während des Auftrennens expandiert wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, mit einer Extrusionsdüse, welche einen Düsenmantel und einen in einer öffnung des letzteren angeordneten Düsenkern aufweist, zwischen denen sich der Extrusionskanal befindet, insbesondere mit einer sich in Extrusionsrichtung erweiternden Düsenmantelöffnung und einem sich in derselben Richtung verdickenden Düsenkern, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Stelle des Extrusionskanals (16; 58) eine sich vom Düsenmantel (10; 50) bis zum Düsenkern (14; 52) erstreckende Brücke (18; 52c) zur Auftrennung des extrudierten Schlauchs angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (18; 52c) eine der Bewegungsrichtung des Schlauchs entgegengerichtete Trennkante (18b; 52d) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (18; 52c) in einem Bereich (14a; 52b) des Düsenkerns (14; 52) angeordnet ist, in dem sich der letztere zumindest in unmittelbarem Anschluß an die Brücke verdickt.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Wandstärke des Schlauchs Düsenkern und Düsenmantel in an sich bekannter Weise in Extrusionsrichtung relativ zueinander verschiebbar sind.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (18) als Messer ausgebildet ist, welches im Düsenmantel (10) in Richtung auf den Düsenkern (14) verschiebbar geführt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Messers (18) der Stellung des Düsenkerns (14) anpassbar ist und insbesondere federnd gegen den Düsenkern anliegt.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Düsenkern (52) und Düsenmantel (50) im austrittsseitigen Endbereich (54b) der Düsenmantelöffnung (54) an mindestens zwei in Schlauchumfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Stellen gegeneinander anliegen und zwischen diesen Stellen schlitzförmige Extrusionskanalbereiche (60) bilden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Düsenkern (52) und Düsenmantelöffnung (54) im austrittsseitigen Endbereich (54b) der letzteren rechteckförmig ausgebildet sind.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Formen von Gegenständen aus zwei gleichzeitig extrudierten Folienbahnen (62) unterhalb der Extrusionsdüse (50, 52) eine Mehrfachform (70), (72) angeordnet ist, welche zwischen den Folienbahnen (62) ein feststehendes Formteil (70) sowie auf den von letzterem abgekehrten Seiten der Folienbahnen jeweils ein auf das feste Formteil zu verschiebbares bewegliches Formteil (72) aufweist.