DE3438448C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundkörper in Form eines Kunststoff-Profilstabes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren und einen Querspritzkopf zur Herstellung eines solchen Verbundkörpers in Form eines Kunststoff-Profilstabes.

Ein Kunstharz-Profilstab in Form eines Integralschaumkörpers ist in der DE-OS 31 13 810 beschrieben und besteht aus einem Schaumkern, der von einer ungeschäumten Außenhaut aus demselben Kunststoff umgeben ist (sog. "Integralhaut"). Um diesem Profilstab eine so hohe Biege- und Bruchfestigkeit sowie eine genügende Formbeständigkeit zu verleihen, daß er z. B. auch für Balkonverkleidungen und dergleichen verwendbar ist, ohne eine sonst übliche Metallstabarmierung aufzuweisen, wurde in der genannten Druckschrift vorgeschlagen, durch Koextrusion mindestens einen Strang mit hoher Feuchtigkeit in das Material im Bereich der Außenhaut ("Integralhaut") einzubetten.

Dieser Strang besteht bei der Erfindung bevorzugt aus Metalldraht, Metallband, Metall-Litze, Glasfaser-Roving, Kunststoffaser- Roving, Kohlefasern, Kevlar-Fasern, anderen vergleichbaren Fasern oder einer Kombination dieser Materialien. Hierbei ist zwischen dem Strang bzw. den Strängen und dem Kunststoff eine schubspannungsübertragende Verbindung geschaffen. Zur Förderung dieser Verbindung wird der Strang oder die Stränge bevorzugt vor dem Einleiten in die Extrudierdüse aufgerauht und/oder mit einem Haftvermittler oder Kleber beschichtet.

Dieser Profilstab weist bevorzugt die Form eines Brettes auf, wie es z. B. für Balkongeländer oder dergleichen verwendet ist, wobei die Verstärkungsstränge unter den Oberflächen der Breitseite des Brettes verlaufen. Hierbei nehmen die Verstärkungsstränge nicht nur Zuglasten, sondern auch Drucklasten auf.

Da die Verstärkungsstränge eine hohe Festigkeit aufweisen, widersetzen sie sich einer Biegebelastung, so daß sie verhindern, daß sich der Profilstab bei einer Querbelastung über Gebühr durchbiegt oder gar bricht.

Neben dem höheren Elastizitätsmodul ist auch der geringere Wärmeausdehnungskoeffizient der für die Verstärkungsstränge verwendeten Materialien von Bedeutung, wobei Verformungen durch Sonneneinstrahlung verringert werden.

Die besonderen Vorzüge des bekannten Profilstabes liegen in der Materialersparnis und in dem verbilligten Herstellungsaufwand, aber auch darin, daß der Fachmann in dem genannten Profilstab ein Meterwaren-Halbzeug besitzt, welches hohe Steifigkeit und Festigkeit mit Wetterbeständigkeit verbindet. Im übrigen können während der Herstellung die Sichtflächen der Außenhaut mit einer nahezu beliebigen Struktur und/oder Farbe versehen werden.

Zur Herstellung des bekannten Profilstabes schlägt die DE-OS 31 13 810 die Verwendung eines Spritzkopfes vor, in welchem der Profilstab selbst als Integralschaumteil ausgebildet ist, wobei sowohl der Schaumkern als auch die Außenhaut in einem gemeinsamen, einzigen Extrusionsvorgang geformt werden. Hierbei verdichtet sich das Material gewissermaßen von der Mitte ausgehend bis zum Rand des Profilstabes hin, so daß zwischen der Haut und dem Schaumkern keine exakt definierte Abgrenzung, sondern ein allmählicher Übergang besteht.

In die genannte Extrusionsdüse laufen in Extrusionsrichtung die Verstärkungsstränge ein, die in einer Strangführung geführt werden, deren Eintauchtiefe einstellbar ist. Es hat sich aber herausgestellt, daß der Strang oder die Stränge während der Extrusion zur Stabmitte oder zur Stab-Außenoberfläche hin verlaufen. Die beiden beschriebenen Störungen wirken sich in gleicher Weise nachteilig aus: Wenn der Strang zur Stabmitte hin verläuft, dann erreicht der Profilstab nicht die erwartete Biegefestigkeit, da der Strang zumindest teilweise im Schaumkern verläuft. Wenn der Strang zur Oberfläche hin verläuft, dann wird diese Oberfläche vom Strang angeschnitten, so daß der Strang zumindest teilweise freiliegt und der entsprechende Profilstab nicht nur wegen seines Aussehens, sondern auch wegen des Umstandes unbrauchbar ist, daß der freiliegende Strang nunmehr Wettereinflüssen ausgesetzt ist, so daß der fehlerhafte Profilstab nicht mehr die erwartete Wetterfestigkeit aufweist.

Aber auch wenn der Verstärkungsstrang die in der Druckschrift gezeigte Lage exakt einnimmt, kann es geschehen, daß er bei starker Verbiegung des Profils sich löst, so daß er einerseits in den Schaumkern einschneiden kann, andererseits aber infolge der fehlenden Verbindung mit dem umgebenden Material nicht mehr imstande ist, Kräfte aufzunehmen.

Darüber hinaus bestand der Nachteil, daß die Dicke der Integralhaut immer in Abhängigkeit von der Dicke und Anzahl der Stränge erhöht werden mußte, um eine in der gewünschten Weise schubspannungsübertragende Verbindung zwischen der Haut des Profilstabs und dem Strang bzw. den Strängen sicherzustellen. Dies erforderte regelmäßig einen erhöhten Materialeinsatz, was die Kosten des erfindungsgemäßen Verbundkörpers in Form eines Kunststoffprofilstabes erhöhte.

Wegen der Schwierigkeit, die Tiefenlage der Stränge, von der benachbarten Außenoberfläche aus gerechnet, genau einzustellen, konnte man bisher auch keine komplizierteren Profilformen herstellen, wie etwa Rohre oder dergleichen.

In der DE-AS 12 30 551 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststofformkörpers offenbart, der aus einem Schaumkern und einer darauf durch Coextrusion aufgebrachten und mittels Klebstoff auf dem Schaumkern befestigten Außenhaut besteht. In den Schaumstoff können die Festigkeit des Formkörpers erhöhende Materialien wie beispielsweise Drähte eingelagert sein. Die durch das in der genannten Druckschrift offenbarte Verfahren hergestellten Formkörper weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie mechanisch weit weniger stabil sind als später im Stand der Technik bekanntgewordene Formkörper, da die Verstärkungen mit deutlichem Abstand und in nicht immer gleichbleibendem Abstand zur Deckschicht in den Schaumkörpern eingebettet sind. Dies führt zu einer erheblichen Einbuße im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Formkörper. Darüber hinaus lassen sich mit dem in der genannten Druckschrift offenbarten Verfahren nur sogenannte "Vollprofile", nicht jedoch Formkörper mit komplizierter Geometrie herstellen.

Ausgehend von dieser Problemlage liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den bekannten Kunststoffprofilstab dahingehend weiterzubilden, daß er eine höhere Biegefestigkeit aufweist und auch kompliziertere Profilformen aufweisen kann, als dies bisher der Fall war. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie einen Querspritzkopf zur Herstellung dieses Profilstabes zu finden, welche dessen einfache, problemlose und weitgehend ausschußfreie Fertigung gestatten, insbesondere eine einwandfreie Fixierung der Lage der Verstärkungsstränge zwischen der Außenhaut und dem Schaumkern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist der erfindungsgemäße Verbundkörper in Form eines Kunststoff-Profilstabes nicht, wie der bekannte Profilstab, aus Integralschaum hergestellt, sondern Schaumkern und Haut bilden gesonderte, aber miteinander verschmolzene Elemente des Verbundkörpers, zwischen denen die Verstärkungsstränge angeordnet sind. Hierbei liegen die Verstärkungsstränge gegen die dem Schaumkern zugewandte Fläche der Haut an und sind im übrigen in den Randbereichen des Schaumkerns eingebettet. Somit ist die Lage der Verstärkungsstränge stets durch die einstellbare Dicke der Haut fixiert, so daß in jedem Falle die optimale Positionierung der Verstärkungsstränge innerhalb des Profilstabes, d. h. im Randbereich des Schaumkerns und an die Haut anliegend, gewährleistet ist. Aus diesem Grunde ist die Herstellung auch komplizierter Profile möglich, etwa die Herstellung rohrartiger Hohlprofile, bei welchen die Haut an der Außen- und/oder Innenseite des rohrförmigen Schaumkernes angebracht ist. Die Verstärkungsstränge können an der Innenhaut, an der Außenhaut oder - wo vorhanden - auch an Innen- und Außenhaut anliegen. Es wird somit ein leichtes, aber sehr biegesteifes Rohr geschaffen, das für Geländer, Gerüste oder dergleichen besonders gut geeignet ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist es von Vorteil, die Stränge mit der benachbarten Haut zu verkleben. Hierbei wird sichergestellt, daß die Stränge auch bei sehr starker Biegung sich nicht lockern können und somit auch nicht in den Schaumkern einschneiden können.

Dieser Verbundkörper in Form eines Kunststoff-Profilstabes wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß Anspruch 6 hergestellt, bei welchem der aus Haut und Schaumkern gesondert gebildete Verbundkörper in einem gemeinsamen Spritzkopf durch gleichzeitige Extrusion der Außen- und/ oder Innenhaut sowie des Schaumkernes hergestellt wird. Jeder hierbei gleichzeitig in den Spritzkopf eingelegte Strang liegt auf dem sich bildenden Schaumkern auf und wird von dessen Oberfläche im Bereich der dem Spritzkopf nachgeschalteten Kalibrierdüse gegen die bereits extrudierte Außen- und/oder Innenhaut gedrückt.

Da die Haut fester ist als der aufschäumende Kunststoff des Schaumkernes, werden die Verstärkungsstränge einwandfrei gegen die Haut gelegt und nur in die Randzone des Schaumkernes eingebettet. Hierbei wird der hergestellte Profilstab nach Verlassen des Spritzkopfes durch eine Kühl- und Kalibrierdüse geführt, in welcher er seine endgültige, maßhaltige Außenform erhält, ohne daß jedoch hierdurch die Lage der eingebetteten Verstärkungsstränge beeinträchtigt würde.

Es gelingt der Erfindung somit eine erhebliche Vereinfachung des Herstellungsvorgangs, denn obwohl das gesonderte Extrudieren des Schaumkernes und der Haut zunächst aufwendig erscheint, kann auf jegliche Einstellung der Eintauchtiefe der Führungen für die Stränge in den Kunststoffstrom verzichtet werden, und es wird insbesondere sichergestellt, daß die Stränge immer genau in der angestrebten Tiefe liegen. Diese Lagetiefe der Stränge kann mühelos dadurch eingestellt werden, daß man durch entsprechende Gestaltung der zugehörigen Extrusionsdüse und/oder -geschwindigkeit die Dicke der Außenhaut variiert. Die Dicke der Außenhaut kann auch örtlich unterschiedlich sein.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist es von Vorteil, daß man die Stränge in den Zwischenraum zwischen der Außenhaut und dem Schaumkern erst dann einführt, wenn dieser gerade beginnt aufzuschäumen. Dies setzt voraus, daß der Schaumkern aus der Extrusionsdüse in seitlichem Abstand von der Außenhaut austritt. Auch hierbei werden die Stränge nur in den Außenbereichen des Schaumkernes, an die Haut anliegend, eingebettet, also in jenen Bereich, in welchem hohe Spannungen auftreten und von den Strängen aufgenommen werden können.

Bevorzugt findet der Aufschäumvorgang oder zumindest dessen Fertigstellung erst außerhalb des Querspritzkopfes und innerhalb der bereits extrudierten Außenhaut statt, welche dann durch die Kalibrierdüse abgestützt ist.

Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Profilstab erreicht, dessen verdichtete Außenbereiche schubspannungsübertragend mit dem Strang bzw. den Strängen verbunden sind.

Vielfach wird man für die Haut und den Schaumkern den gleichen Kunststoff verwenden. Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens nutzt die Möglichkeit der verhältnismäßig freien Materialwahl für die Außen- und/oder Innenhaut und besteht darin, daß für die Haut ein anderer Kunststoff als für den Schaumkern verwendet wird. Unter einem "anderen Kunststoff" wird hier bereits das gleiche Material verstanden, wenn es gegenüber dem Schaumkern zusätzlich einen Farbzusatz oder sonstige Zuschlagstoffe aufweist. Der "andere Kunststoff" muß natürlich ein solcher sein, der bei der Extrusion mit dem aufschäumbaren Kunststoff des Kerns eine ausreichend feste stoffschlüssige Verbindung eingeht. Die Erfindung ermöglicht somit die Herstellung eines Profilstabes, bei welchem Art und Struktur des Schaumkernes entsprechend den Festigkeitserfordernissen gewählt sind, während die Beschaffenheit der Außenhaut derart gewählt werden kann, daß sie ein gewünschtes Aussehen erhält und den Umgebungseinflüssen, insbesondere Witterungseinflüssen, standhält. Der erfindungsgemäße Verbundkörper in Form eines Kunststoff-Profilstabes kann somit an alle genannten Erfordernisse angepaßt werden, während der eingangs genannte, bekannte Profilstab des Standes der Technik in dieser Hinsicht nur einen Kompromiß darstellen kann.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden der Strang oder die Stränge vor dem Einleiten in den Querspritzkopf aufgerauht und/oder mit einem Haftvermittler oder Kleber beschichtet, so daß sie eine besonders innige Verbindung mit dem Schaumkern und mit der Haut eingehen können, so daß auch die Verbindung zwischen den Strängen und der Außenhaut zur Übertragung von Schubspannungen herangezogen werden kann.

Bei einger Einbettung in das Kunststoffmaterial und guter stoffschlüssiger Verbindung mit diesem sind Stränge, die für sich alleine nur Zugkräfte aufnehmen können, auch in der Lage, Druckkräften standzuhalten und dadurch die Biegesteifigkeit noch viel weiter zu erhöhen, als es nur durch die Übertragung von Zugkräften möglich wäre.

Ein Querspritzkopf zum gleichzeitigen Extrudieren eines Schaumkernes und einer diesen umgebenden Außenhaut ist durch die DE-OS 19 13 921 bekannt. Der Extrusionskanal dieses bekannten Querspritzkopfes mündet jedoch in unmittelbarer Nähe der diesen umgebenden Ringdüse zum Extrudieren der Außenhaut, da von dieser ausgehend zur Profilmittel aufgeschäumt werden soll.

Erfindungsgemäß ist dieser Querspritzkopf dadurch weitergebildet, daß die Mündung des Extrusionskanals für den Schaumkern einen erheblichen Abstand zur Mündung des Ringkanals für die Haut aufweist, so daß der Aufschäumvorgang zur Haut hin erfolgt und nicht von der Haut weg, wie bei dem bekannten Querspritzkopf. Wenn die Extrusionsdüse für den Schaumkern ihrerseits als Ringdüse zur Herstellung eines hohlen Schaumstoffkernes ausgebildet ist, dann kann auch eine Ringdüse für eine Innenhaut mit Abstand innerhalb der Extrusionsdüse angeordnet sein. Es können auch Ringdüsen für die Innen- und Außenhaut vorgesehen sein.

Ein weiterer, wesentlicher Unterschied zum bekannten Querspritzkopf besteht darin, daß beim erfindungsgemäßen Querspritzkopf zwischen der Extrusionsdüse für den Schaumkern und der Ringdüse für die Haut Führungskanäle für die Stränge ausgebildet sind, welche zwischen der Ringdüse und der Extrusionsdüse münden. Diese Kanäle gestatten das störungsfreie Einlaufen der Stränge zwischen Außenhaut und Schaumkern, gegebenenfalls auch zwischen Innenhaut und Schaumkern oder zwischen Innenhaut und Schaumkern und Außenhaut und Schaumkern.

Im übrigen ist der erfindungsgemäße Querspritzkopf zur Verarbeitung der gleichen Materialien geeignet, wie sie auch in der DE-OS 19 13 921 genannt sind; diese Materialien werden auch zur Herstellung des erfindungsgemäßen Profilstabes bevorzugt verwendet, der in der Regel aus thermoplastischem Kunststoff besteht.

Zur Herstellung brettförmiger Profilstäbe ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Ringdüse für die Haut als flaches Rechteck und die Extrudierdüse für den Kern als flacher Schlitz in der Mitte des Rechtecks ausgebildet, soweit der Schaumkern massiv sein soll, oder als eine ein noch flacheres Rechteck bildende Ringdüse, wenn der Schaumkern hohl sein soll. Beiderseits der Extrudierdüse münden die Führungskanäle nahe der Ringdüse.

Es ist möglich, den Strang bzw. die Stränge zur Extrusionsrichtung geneigt von außen her in den Querspritzkopf einzuführen und die Führungskanäle innerhalb dessen dann in einer Richtung parallel zur Extrusionsrichtung abzuwinkeln, wie dies ähnlich bei der Extrudierdüse der eingangs genannten DE-OS 31 13 810 der Fall ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verlaufen jedoch die Führungskanäle für die Stränge parallel zur Extrusionsrichtung, so daß diese Führungskanäle ihrerseits auf die Stränge allenfalls eine nur sehr geringe, bremsende Wirkung ausübt; die Einbettung der Stränge in den Schaumkern erfolgt somit ungehindert, so daß in vielen Fällen eine gute Schubspannungsübertragung auch ohne Verwendung eines Haftvermittlers bzw. Klebers möglich ist. Zum Verbessern der Schubspannungsübertragung wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung jedoch vorgeschlagen, vor dem Einlauf eines jeden Führungskanals jeweils Rändelrollen zum Aufrauhen des jeweiligen Stranges anzuordnen.

In der Regel ist es vorteilhaft, statt dessen oder zusätzlich eine Einrichtung zur Beschichtung der Stränge mit einem Kleber bzw. Haftvermittler am Einlauf der Führungskanäle für die Stränge anzuordnen.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Querspritzkopfes sowie erfindungsgemäßer Verbundkörper in Form von Kunststoff-Profilstäben noch näher erläutert, welche in den schematischen Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen

Fig. 1 die Stirnansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Querspritzkopfes,

Fig. 2 den Schnitt II-II in Fig. 1,

Fig. 3 den Schnitt III-III in Fig. 1,

Fig. 4 den Axialschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Querspritzkopfes,

Fig. 5 den Axialschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Querspritzkopfes,

Fig. 6 den Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbundkörpers in Form eines Kunststoff-Profilstabes,

Fig. 7 den Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbundkörpers in Form eines Kunststoff-Profilstabes und

Fig. 8 den Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbundkörpers in Form eines Kunststoff-Profilstabes.

Der in Fig. 1 bis 3 gezeigte Querspritzkopf 1 weist eine Stirnfläche 2 auf, in die eine Ringdüse 3 einmündet, deren Verlauf der Kontur eines langen, schmalen Rechtecks entspricht. Innerhalb dieser Ringdüse 3 ist mittig eine schlitzförmige Extrusionsdüse 4 angebracht, deren Abstand zu den Breitseiten und den Schmalseiten der Ringdüse 3 jeweils etwa gleich ist.

Beiderseits der schlitzförmigen Extrusionsdüse 4 sind zwischen dieser und den gegenüberliegenden Breitseiten der Ringdüse 3 parallel zu den genannten Breitseiten verlaufende Reihen von im Abstand von z. B. 5 mm voneinander angeordneten Austrittsöffnungen 5 von Strangkanälen (siehe Fig. 3) angeordnet, von denen die Zeichnung jeweils nur drei zeigt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Abstand zwischen den Austrittsöffnungen 5 der Strangführungskanäle 6 und der benachbarten Breitseite der Ringdüse 3 ein wenig kleiner als der Abstand zwischen den Austrittsöffnungen 5 und der schlitzförmigen Extrusionsdüse 4, kann aber grundsätzlich frei gewählt werden, soweit dies die Platzverhältnisse im Werkzeug zulassen. Die Extrusionsrichtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 auf den Beschauer zu.

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist der Querspritzkopf 1 aus drei sich quer zur Extrusionsrichtung erstreckenden, aneinander anschließenden, miteinander verschraubten, plattenförmigen Teilen 7, 8 und 9 gebildet. Das Teil 7 bildet hierbei die in Fig. 1 sichtbare Stirnfläche 2 des Querspritzkopfes 1 und weist zwei Extrusionskanäle auf, welche sich in Extrusionsrichtung erstrecken und die Kontur der aus Fig. 1 ersichtlichen Düsen 3, 4 aufweisen.

An das geschriebene plattenförmige Teil 7 grenzt das plattenförmige Teil 8 an; zwischen diesen beiden Teilen ist ein Ringkanal 10 gebildet, der an das Ende des die Ringdüse 3 bildenden Extrusionskanals angrenzt.

Zwischen den Teilen 7 und 8 ist ferner ein zur Seite des Querspritzkopfes 1 mündender Anschluß 11 abgebildet, welcher mit dem Ringkanal 10 in Verbindung steht. Der Ringkanal 10 und der Anschluß 11 liegen somit in einer Ebene, die senkrecht zur Extrusionsrichtung liegt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, erstreckt sich der die schlitzförmige Extrusionsdüse 4 bildende Extrusionskanal mit unverändertem Querschnitt in Extrusionsrichtung durch das Teil 7, setzt sich im Teil 8 etwa in Extrusionsrichtung fort und mündet in einen Querkanal 13, der zwischen den Teilen 8 und 9 ausgebildet ist und sich in einem Anschlußstück 14 fortsetzt, welches an der Oberseite des Querspritzkopfes 1 angeschraubt ist. Der Querkanal 13 endet in einem im Teil 14 ausgebildeten, trichterförmigen Anschluß 15.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, durchlaufen die Führungskanäle 6 die drei plattenförmigen Teile 7, 8 und 9. Im Teil 9 kann der Einlauf in die Kanäle 6 aufgeweitet sein. Von dieser Aufweitung ausgehend durchlaufen die Kanäle 6 die Teile 9 und 8 sowie das Teil 7 etwa bis zu dessen Mitte mit unverändertem Durchmesser. Der restliche Abschnitt der Kanäle 6, der im Teil 7 bis zu den Kanaleinmündungen 5 verläuft, weist einen kleineren Durchmesser auf, der so bemessen ist, daß er die in die Kanäle 6 eingeführten Stränge gerade passieren läßt.

Im Betrieb werden in die Kanäle 6 Stränge eingeführt, welche aus den Kanalmündungen 5 herausragen. Anschließend wird in den Anschluß 15 Kunststoff eingepreßt, der kurz vor dem Auf schäumen steht. In den Anschluß 11 wird der Kunststoff für die Außenhaut eingepreßt.

Der zum Anschluß 11 eintretende Kunststoff tritt in Form eines rechteckigen Schlauches bzw. Rohres aus der Ringdüse 3 aus. Gleichzeitig tritt der zum Anschluß 15 eingeleitete Kunststoff der schlitzförmigen Extrusionsdüse 4 aus. Während des Austritts oder unmittelbar danach schäumt der für den Schaumkern bestimmte Kunststoff stark auf, tritt hierbei in Berührung mit den zu den Austrittsöffnungen 5 herausragenden Strängen und drückt diese gegen die bereits erstarrte Außenhaut. Dieser Vorgang erfolgt in einer in Fig. 1 bis 3 nicht dargestellten Kühl- und Kalibrierdüse, die in Fig. 2 und in Fig. 3 oben an die Extrusionsvorrichtung anschließt, wie dies bekannt ist. Die Innenkontur der Kalibrierdüse entspricht dabei dem Außenumriß der Ringdüse 3. Bei fortlaufendem Extrusionsvorgang werden somit die in den Randbereich des Schaumstoffs fest eingebetteten Stränge weitergezogen.

Durch den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Querspritzkopf ist ein Verbundkörper in Form eines Kunststoff-Profilstabs herstellbar, dessen Querschnitt in Fig. 6 gezeigt ist. Dieser Verbundkörper in Form eines Kunststoff-Profilstabs 20 mit Rechteckkontur weist einen Schaumkern 21, eine Außenhaut 22 und Verstärkungsstränge 23 auf, welche gegen die Innenseite der Außenhaut anliegen und somit stets unter der Außenoberfläche des Verbundkörpers in Form eines Kunststoff-Profilstabes in einer Tiefe liegen, welche genau der Dicke der Außenhaut entspricht.

Das bevorzugte Material zur Herstellung dieses Verbundkörpers in Form eines Kunststoff-Profilstabes ist PVC.

Beispielhafte Abmessungen sind (etwa):

Ringdüse 3:
Längslänge der Schmalseite: 20 mm,
Länge der Breitseite: 100 mm,
Breite des Düsenspaltes: 0,9 mm.

Schlitzförmige Extrusionsdüse 4:
Länge: 90 mm,
Breite: 3 mm.

Strangführungskanäle 6:
Durchmesser: 2,5 mm,
Durchmesser der Austrittsöffnungen 5: 1,8 mm.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Querspritzkopfes im Axialschnitt (Mittelschnitt in Extrusionsrichtung) gezeigt, und zwar während des Extrusionsvorganges.

Dieser Querspritzkopf entspricht im grundsätzlichen Aufbau etwa dem in Fig. 1 bis 3 beschriebenen Querspritzkopf, jedoch mit der Ausnahme, daß die Extrusionsdüse 4 als kreisringförmige Ringdüse ausgebildet ist und zwischen den Teilen 8 und 9 in einen Ringkanal 13′ einmündet, welcher über einen Verbindungskanal 13′′ mit dem zugehörigen Anschluß 15 verbunden ist.

Die Ringdüse 3 zum Extrudieren der Haut 22 umgibt die Extrusionsdüse 4 auf deren Außenseite mit gleichbleibendem Abstand.

Vor dem Querspritzkopf 1 ist eine Kühl- und Kalibriereinrichtung 19 angeordnet, die einen durchgehenden Ringkanal aufweist, dessen Außendurchmesser dem Außendurchmesser der Ringdüse 3 entspricht, während der Innendurchmesser jenem der Extrusionsdüse 4 entspricht.

Der Extrusionskopf in Fig. 4 ist während des Extrusionsvorganges gezeigt, wobei ersichtlich ist, wie die Stränge 23 in die Kanäle 6 an der Rückseite des Querpritzkopfes 1 einlaufen, diesen dann in Extrusionsrichtung durchdringen und in den Ringkanal der Kalibrier- und Kühleinrichtung 19 an der Stirnseite 2 des Querspritzkopfes 1 austreten. Hierbei ist deutlich erkennbar, daß die Stränge 23 von dem den Schaumkern 21 bildenden Schaumstoff, der nach Verlassen der Extrusionsdüse 4 aufschäumt, auswärts gegen die durch die Ringdüse 3 extrudierte Außenhaut 22 gedrückt werden.

Der Querschnitt durch den so hergestellten Verbundkörper in Form eines Kunststoff-Profilstabs 20′ ist in Fig. 7 gezeigt, mit einem rohrförmigen Schaumkern 21 mit kreisringförmigem Querschnitt, welcher umhüllt ist von einer Außenhaut 22, an deren Innenseite die Verstärkungsstränge 23 anliegen. Der vom rohrförmigen Verbundkörper in Form eines Kunststoff-Profilstabs 20′ ausgesparte Innenraum ist mit 25 bezeichnet.

In Fig. 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Querspritzkopfes zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbundkörpers in Form eines Kunststoff-Profilstabes in Rohrform gezeigt. Dieser Querspritzkopf 1 ähnelt jenem der Fig. 4, jedoch mit dem Unterschied, daß noch ein zusätzlicher Ringkanal 16 für eine Innenhaut vorgesehen ist, der in die Stirnfläche 2 des Querspritzkopfes 1 innerhalb des ringförmigen Extrusionskanals einmündet.

Um den Kanal für die Innenhaut unterzubringen, ist das mittlere Teil 8 geteilt und weist ein zusätzliches Teil 8′ auf. Zwischen den Teilen 8 und 8′ ist der Ringkanal 10 angeordnet, der mit dem Anschluß 11 für einen ersten Extruder zum Extrudieren der Außenhaut in Verbindung steht.

Zwischen dem Teil 8′ und dem Teil 9 ist der Ringkanal 13′ ausgebildet, der über die Verbindungsleitung 13′′ mit dem Anschluß 15 für den zweiten Extruder zum Extrudieren des Schaumkernes in Verbindung steht.

Das Teil 8′ ist an seiner Vorderseite mittig ausgespart und weist einen eingesetzten Kegel 8′′ auf, der zusammen mit dem Teil 8′ einen sich in Extrusionsrichtung kegelförmig erweiternden Kanal begrenzt, welcher an die Rückseite des Ringkanals 16 für die Innenhaut 24 anschließt.

Das Teil 9 wird mittig durch einen Axialkanal 17 durchdrungen, welcher an den Kegelkanal anschließt und mit seiner Rückseite in einen zwischen dem Teil 9 und an dessen Rückseite angesetzten zweiten Teil 9′ gebildeten Einlauf einmündet, welcher radial zu einem Anschluß 18 für einen dritten Extruder führt.

Die Kanäle 6 zum Einleiten der Verstärkungsstränge 23 sind ebenso angeordnet wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4. Es ist aber möglich, zwischen der ringförmigen Extrusionsdüse 4 und dem die Innenhaut extrudierenden Ringkanal 16 weitere axiale Kanäle (nicht gezeigt) zur Einleitung zusätzlicher Stränge 23′ anzuordnen (siehe Fig. 8).

In Fig. 8 ist der Querschnitt durch einen Verbundkörper in Form eines Kunststoff-Profilstabs 20′′ gezeigt, bei welchem der Schaumkern 21 kreisringförmig ausgebildet ist und an seiner Außenseite mit einer Außenhaut 22 sowie an seiner Innenseite mit einer Innenhaut 24 versehen ist. An die Außenhaut 22 angrenzend sind äußere Verstärkungsstränge 23 vorgesehen. Zusätzlich sind, an die Innenhaut 24 angrenzend, weitere Verstärkungsstränge 23′ vorgesehen.

Der ausgesparte Innenraum des Verbundkörpers in Form eines Kunststoff-Profilstabs 20′′ ist mit 25 bezeichnet.

Auch der in Fig. 6 gezeigte Verbundkörper in Form eines Kunststoff-Profilstabs mit Rechteckprofil kann bei Wahl eines entsprechenden Werkzeugs einen ausgesparten Innenraum 25 aufweisen, dessen Konturen in Fig. 6 gestrichelt eingezeichnet sind.

Claims (16)

1. Verbundkörper in Form eines Kunststoff-Profilstabs mit einem Schaumkern, einer diesen umgebenden Haut und einem oder mehreren im Bereich der Haut spannungsübertragend in den Profilstab eingebetteten, sich in dessen Längsrichtung erstreckenden Strang/Strängen hoher Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang bzw. die Stränge (23) in den an der Haut (22, 24) anhaftenden Schaumkern (21) eingebettet ist bzw. sind und an der dem Schaumkern (21) zugewandten Seite der Haut (22, 24) anliegt bzw. anliegen.

2. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkern (21) und die Haut (22, 24) miteinander verschmolzene, jedoch gesonderte Elemente des Verbundkörpers sind.

3. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge (23) mit der dem Schaumkern (21) zugewandten Seite der Haut (22, 24) verklebt sind.

4. Verbundkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkern (21) als vorzugsweise rohrförmiger Profilstab ausgebildet ist, dessen Innen- und/oder Außenfläche von der Haut (22, 24) umgeben ist.

5. Verbundkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkern (21) und die Haut (22, 24) aus unterschiedlichen Kunststoffen bestehen.

6. Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 durch Extrusion der Kunststoffe für Haut und Schaumkern, Durchleiten des Stranges oder der Stränge durch einen Spritzkopf und nachträgliches Kalibrieren, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkern aus verschäumbarem Kunststoff sowie diesen im Abstand ein- oder beidseitig umgebend die Haut als Außen- und/oder Innenhaut aus Kunststoff gleichzeitig extrudiert werden, und daß der Strang bzw. die Stränge in den zunächst noch freien Bereich zwischen dem noch nicht vollständig aufgeschäumten Schaumkern und der Außen- und/oder Innenhaut eingeführt wird bzw. werden, wobei jeder gleichzeitig in den Spritzkopf eingelegte Strang auf dem sich bildenden Schaumkern aufliegt und von dessen Oberfläche gegen die bereits extrudierte Außen- und/oder Innenhaut gedrückt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Haut und den Schaumkern unterschiedliche Kunststoffe verwendet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man mehrere Stränge in den Bereich zwischen Schaumkern und der dem Schaumkern zugewandten Seite der Haut einführt.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strang bzw. die Stränge vor dem Einleiten in die Extrudierdüse aufrauht und/oder mit einem Haftvermittler oder Kleber beschichtet.

10. Querspritzkopf zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9 mit einem Extrusionskanal mit einer Extrusionsdüse für den aufschäumbaren Kunststoff und einer diesen umgebenden, der Kontur der Haut entsprechenden Ringdüse zum Extrudieren der Haut, dadurch gekennzeichnet, daß der Extrusionskanal in eine Extrusionsdüse (4) mündet, deren Querschnitt wesentlich kleiner ist als jener des Schaumkerns (21), und daß im Zwischenraum zwischen dieser Extrusionsdüse (4) und der Ringdüse (3) Führungskanäle (6) für einen Strang bzw. die Stränge (23) münden (5).

11. Querspritzkopf nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine als flaches Rechteck ausgebildete Ringdüse (3) und eine als noch flacheres Rechteck oder als flacher Schlitz ausgebildete Extrusionsdüse (4), beiderseits deren die Führungskanäle (6) angeordnet sind.

12. Querspritzkopf nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdüse (3) und die Extrusionsdüse (4) jeweils im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet sind.

13. Querspritzkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 und 12, gekennzeichnet durch eine weitere, die als flache Rechteckdüse oder Ringdüse ausgebildete Extrusionsdüse (4) von innen umgebende Ringdüse (16) zum Extrudieren der Innenhaut (24).

14. Querspritzkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskanäle (6) geradlinig und parallel zur Extrusionsrichtung verlaufen.

15. Querspritzkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an dessen Außenseite vor dem Einlaß jedes der Führungskanäle (6) jeweils Rändelrollen zum Aufrauhen des entsprechenden Strangs (23) angebracht sind.

16. Querspritzkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 16, gekennzeichnet durch eine in Förderrichtung der Stränge (23) gesehen vor den Führungskanälen (6) angeordnete Einrichtung zum Beschichten der Stränge (23) mit einem Kleber oder Haftvermittler.