DE3636960C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines schlauchartigen, extrudierten Produktes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Ver­ fahren zur Herstellung eines aus Plastikmaterial bestehenden schlauchartigen Produktes. Der das schlauchartige Produkt bildende Hohlstrang kann anschließend auch in Längsrichtung geschlitzt werden, um U-förmige Profile oder Flachprofile zu erzeugen.

Die DE-OS 22 59 523 zeigt eine Einrichtung zur kontinuierli­ chen Herstellung von Kunststoffverbundmaterial aus drei Schichten, nämlich einer mittleren Schaumstoffschicht und je einer zu beiden Seiten der Schaumstoffschicht anliegenden Abdeckschicht. An einen Ringdüsenkopf schließt sich hierbei in Achsrichtung ein Kalibrierdorn an, an den der Schlauch durch Überdruck angelegt wird. Der Schlauch wird auch in seinem sich erweiternden Bereich ständig von dem Kalibrier­ dorn abgestützt, wobei zwischen einem zylindrischen Abschnitt des Kalibrierdorns und einem Blähschlauch ein Kalibrierring­ spalt gebildet ist, dessen Spaltweite durch mehr oder minder großen Druck in dem Ringkasten variiert werden kann.

Die DE-OS 15 04 149 beschreibt ein Verfahren und eine Einrich­ tung zur Erzeugung von expandierten geschäumten Polymerisat- Film-Produkten. Hierbei wird flüssiges Polymerisationsmaterial, welches ein Treibmittel enthält, in die Form einer nahtlosen Röhre gepreßt oder gespritzt, wobei der Durchmesser unverzüg­ lich auf das Zehn- bis Dreißigfache vergrößert wird.

Die DE-OS 22 22 856 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elastischen Speicherschläuchen, bei dem eine Ausdehnung eines schlauchartigen Produktes bewirkt wird, nachdem die Schmelze auf eine Temperatur abgekühlt ist, die unter dem Erweichungs­ punkt liegt, so daß eine elastische Deformation vorherrscht. Durch Zuführen eines Soges wird der Schlauch in eine umschlie­ ßende Kammer mit einem rohrförmigen Teilstück gepreßt, das einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außen­ durchmesser des Schlauches, um an der Wand des Schlauches eine Druckdifferenz aufzubauen, die ausreicht, um den Schlauch sanft in Berührung mit dem rohrförmigen Teilstück auszudehnen. Im rohrförmigen Teilstück wird der Schlauch auf eine Temperatur unterhalb seiner Erweichungstemperatur abgekühlt.

Diese letztgenannte Druckschrift sowie die DE 32 47 333 C3 und die DE 34 12 619 A1 befassen sich mit der Kalibrierung, d. h. mit der Eintrittsphase eines herkömmlichen Kühlprozesses, wodurch die Außenseite eines Hohlkörpers bestimmt wird. Bei diesen herkömmlichen Vakuumkalibrierungsprozessen wird der Durchmesser eines herzustellenden Schlauches oder Rohres durch den Innen­ durchmesser der Kalibriervorrichtung bestimmt, die entweder als perforiertes Rohr ausgebildet ist oder eine Reihe von parallelen Platten mit darin angeordneten Öffnungen aufweist. Der tatsächliche Außendurchmesser des fertigen Rohres am Ende des Kühlweges ist normalerweise etwas kleiner als der Innen­ durchmesser des Kalibrators, weil eine thermische Schrumpfung und Dichteänderung eintritt.

Bei anderen bekannten Vorrichtungen wird der Durchmesser nach Austritt aus der Extruderdüse und vor Eintritt in die Kali­ briervorrichtung nicht oder nur in sehr geringem Umfang geän­ dert. Die Vorrichtungen nach der DE 26 16 197 B2 und der DE 34 12 619 A1 benutzten Kalibriervorrichtungen, die geringe Änderun­ gen durch mechanische Mittel zulassen, wobei diese Änderungen in einem Bereich unter 1 Prozent liegen. Diese bekannten Vor­ richtungen arbeiten auf dem Prinzip, daß der Innendurchmesser der Hülse durch Kompression oder durch Verdrillung eines schraubenlinienförmigen Kalibrators geändert wird.

Es ist auch bereits bekannt, derartige Extrusionsprodukte durch Fasern zu verstärken und zu verfestigen, wobei bei­ spielsweise Glasfasern, gemischt mit dem Produktmaterial, Anwendung finden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines schlauchartigen Pro­ duktes anzugeben, das eine genau vorbestimmte und reproduzier­ bare Durchmesserdimension besitzt, wobei das schlauchartige Produkt insbesondere in Umfangsrichtung durch gerichtete Fasern verstärkt werden kann.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch eine Vorrichtung mit der Vereinigung der Merkmale des Patentanspruchs 1. Erfindungs­ gemäß wird daher in einer Vakuumkammer zwischen der Extruder­ ringdüse und der Kühlkammer der Hohlstrang weder von innen noch von außen her abgestützt, sondern er durchläuft die Vakuumkammer frei schwebend unter radial nach außen gerichteter Expansion und damit verknüpfter Wandstärkenverminderung. Durch diese Art der Formgebung wird gewährleistet, daß eine Ausrich­ tung in Umfangsrichtung erfolgt, wodurch die Reifenfestigkeit, d. h. die Festigkeit in Umfangsrichtung, verbessert wird. Noch innerhalb dieser Vakuumkammer durchläuft der Strang einen Kalibrierring, bevor der Strang in eine perforierte Kalibrier­ düse innerhalb einer Kühlkammer eintritt.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe verfahrensmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 2.

Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt demgemäß in der Behandlung des schlauchartigen Produktes vor der Kali­ brierung, wobei sich die Expansionsstufe in erster Linie mit der Orientierung befaßt, in der das schlauchartige Produkt auf einen größeren Durchmesser kalibriert wird als dies sonst bei Benutzung ähnlicher Werkzeuge möglich wäre.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines schlauchartigen Produkts;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer abge­ wandelten Ausführungsform eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Vakuumsteuerung, die in Verbindung mit den Vorrichtungen gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 verwendbar ist.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß ein Schlauch aus Plastik­ material aus einer Extruderringdüse 11 um einen inneren Kern 12 herum extrudiert wird. Die Austrittsseite der Extruderring­ düse 11 ist von einer Vakuumkammer 29 umschlossen, in der der vom Kern 12 abgezogene Schlauch ohne äußere Abstützung zu einer "Blase" infolge der Druckdifferenz ausgedehnt wird, und der ausgedehnte Schlauch tritt in einen Kalibrierring 19 ein, der am Austrittsende der Vakuumkammer 29 vorgesehen ist. Die Vakuumkammer 29 erstreckt sich zwischen der Ringdüse 11 und dem Eintrittsende einer Vakuumzerstäuberkammer 20, die eine einem Kalibrierring 19 nachgeschaltete Kühlkammer bildet. Das Innere des abgezogenen Schlauches ist nach der Atmosphäre hin offen und das an den noch weichen Schlauch beim Austritt aus der Ringdüse angelegte Vakuum bewirkt die Erzeugung der Ex­ pansionsblase 22.

Die Ringdüse 11 und der Kern 12 sind über einen aus Poly­ tetrafluoräthylen bestehenden Ring 13 an eine Endplatte 14 angeschlossen, die umfangsmäßig mit einer Gummidichtung 16 ausgestattet ist, die eine Bewegung zwischen der Endplatte 14 und dem Kalibrierring 19 zuläßt. Auf diese Weise kann die Vakuumkühlkammer 20 weggezogen werden, so daß der Formauslaß zugänglich wird, um den Extrudierungsverlauf leichter vonstat­ ten gehen zu lassen, oder die Vakuumzerstäuberkammer 20 kann während des Betriebs bewegt werden, um eine Einstellung der Größe der Blase 22 zusätzlich zur Veränderung des Vakuum­ pegels herbeizuführen. Die Vakuumkammer 29 wird durch ein Rohr 17 umschlossen und durch einen den Kalibrierring 19 um­ gebenden Ring 18 abgeschlossen. Es ist ein Vakuumanschluß 15 und ein Manometeranschluß 21 vorgesehen. Eine perforierte Kalibrierhülse 6 ist in der Kühlkammer im Anschluß an den Kalibrierring 19 angeordnet, die nach der Atmosphäre hin ent­ lüftet ist.

Fig. 2 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Gummi­ dichtung 30, die an der Endplatte 14 angeordnet ist. Diese An­ ordnung bewirkt eine noch bessere Abdichtung auch bei geringen Fehlausrichtungen zwischen Extruderringdüse 11, Endplatte 14 und Vakuumkammer.

Fig. 3 zeigt einen einfachen Vakuumsteuerkreis, der in Kombi­ nation mit der Vakuumkammer benutzt werden kann, um eine Fein­ einstellung der Größe der Blase 22 zu ermöglichen. Der Steuer­ kreis umfaßt eine Vakuumpumpe 31, die über eine Leitung 32 mit Ablaßventil 33 an die Vakuumkammer 29 angeschlossen ist. Ein Manometer 34 ist über ein Absperrventil 35 an die Vakuum­ kammer 29 angeschlossen. Das erfindungsgemäße Verfahren, mit dem eine Faserausrichtung bewirkt wird, kann nicht nur für kreisrunde Hohlkörper Anwendung finden, sondern auch für andere unrunde Profile angewandt werden. So können ovale oder rechteckige Querschnitte in gleicher Weise behandelt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, offene Profile mit bestimm­ ter Faserorientierung zu schaffen, indem die geschlossenen Profile geschlitzt und geöffnet werden. Beispielsweise können halbkreisförmige und U-förmige Profile oder sogar Flachprofile auf diese Weise hergestellt werden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Herstellung eines aus Plastikmaterial bestehenden schlauchartigen Produktes mit den folgenden Merk­ malen:

• - eine Extruderringdüse (11);
• - eine Vakuumkammer (29) umschließt die Austrittsseite der Extruderringdüse (11);
• - ein Kalibrierring (19) ist am Austrittsende der Vakuumkammer (29) vorgesehen;
• - der Innendurchmesser des Kalibrierrings (19) ist größer als der Außendurchmesser der Ringdüse (11), so daß der die Ringdüse (11) verlassende Hohlstrang unter Abnahme der Wandstärke expandiert wird;
• - eine Kühlkammer (20) ist dem Kalibrierring (19) nachgeschaltet;
• - die Kühlkammer (20) ist als Vakuumzerstäuberkammer ausgebildet;
• - eine perforierte Kalibrierhülse (6) ist in der Kühlkammer (20) im Anschluß an den Kalibrierring (19) angeordnet, die nach der Atmosphäre hin entlüftet ist.

2. Verfahren zur Herstellung eines aus Plastikmaterial bestehenden schlauchartigen Pro­ duktes mit den folgenden Schritten:

• - das aus einer Ringdüse austretende plastifizierte Material wird durch Anlegen eines äußeren Unter­ drucks quer zur Extrusionsachse expandiert;
• - das expandierte Produkt wird von außen her kalibriert;
• - das kalibrierte Erzeugnis wird unter Anwendung eines äußeren Unterdrucks abgekühlt, wobei die Abkühlung in einer Vakuumzerstäuberkammer (20) stattfindet, in der der expandierte Hohlstrang eine perforierte Kalibrier­ hülse (6) passiert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der extrudierte Hohlstrang aus einem thermoplastischen Material oder natürlichem oder synthetischen Gummi, verstärkt mit Faserstoffmaterial, besteht, welches bei der Expansion in Umfangsrichtung ausgerichtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der extrudierte Strang ein selbst­ verstärkendes Polymerisationsprodukt ist.