DE3909496C3 - Extruder-Kalander-Kombination - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Extruder-Kalander-Kombination mit einem an dem Extruder vor dem Kalander angebrachten Spritzkopf für die Formung des mit zylindrischem Quer­ schnitt einlaufenden Extrudates zu flachen, breiten Strei­ fen mit einer am Austritt angebrachten Ausformleiste.

Derartige Extruder-Kalander-Kombinationen sind in den ver­ schiedensten Bauformen bekanntgeworden, um Platten oder flache Streifen, auch profilierte Streifen, herzustellen. Es gibt Hersteller von Extruder-Kalander-Kombinationen, die ihre Maschinen so konstruieren, daß im Kalander die Aufschließarbeit des Extruders fortgesetzt werden muß, um zu einem gewünschten platten- oder streifenförmigen Pro­ dukt zu kommen. Bei diesen läuft die im Spritzkopf herge­ stellte Platte bzw. der im Spritzkopf hergestellte Streifen nicht ohne ganz wesentliche Formveränderung in den Walzen­ spalt ein, weil sich vor dem Walzenspalt extrudierte Masse zu einem sich ständig drehenden Wulst, auch Knet genannt, aufbaut, welcher für den endgültigen Aufschluß des Materials notwendig ist. In diesem Knet kann Material von Stellen einer verstärkten Beschickung zu Stellen einer weniger starken Beschickung wandern, so daß Stellen unterschiedlicher Be­ schickung nicht zu Ungleichmäßigkeiten im kalandrierten Ma­ terial führen.

Bei empfindlichen Extrudaten achtet der Fachmann darauf, daß das Material in solchen Extrudern verarbeitet wird, die das Material im völlig aufgeschlossenen Zustand ex­ trudieren, damit keine Aufschlußarbeit mehr im Kalander erfolgt und der sich vor dem Walzenspalt bildende Wulst nur geringe Abmessungen erreicht. Die hier vom Kalander ausgeführte Arbeit ist die Arbeit des Glättens und des Kalibrierens. Damit diese Arbeiten einwandfrei ausgeführt werden, ist es notwendig, die Knetbildung vor dem Walzen­ spalt stark in engen Grenzen zu halten.

Aus diesem Grund sind z. B. durch die EP-02 11 989 A1 Möglichkeiten zur Messung sich vor dem Walzenspalt bil­ dender Wulste bei Flachdüsenbeschickung bekanntgeworden. Hierbei werden optische Mittel verwendet, während bei der DE-PS 15 04 723 mechanische Abtastmittel verwendet werden. Während bei diesen Druckschriften nur ein Abtaster je­ dem Walzenspalt zugeordnet ist, ist bei der DE-OS 21 41 741 dem Walzenspalt ein Paar von Meßgebern zugeordnet, die im Bereich der Stirnseiten angeordnet sind.

Für die Herstellung von profilierten Streifen, z. B. Lauf­ streifen für die Reifenherstellung, ist es durch die DE-PS 12 34 015 bekanntgeworden, die Ausformleiste durch eine Vielzahl von Lamellen zu bilden, die sich gegen eine Profilwalze abstützen, deren Profil über den Umfang gesehen unterschiedlich ist, so daß durch eine Verdrehung der Pro­ filwalze eine Veränderung des von den Lamellen bestimmten Austrittsspaltes erfolgen kann. Diese Ausführungsform einer Ausformleiste hat gewichtige Nachteile: Die Reini­ gung der Vielzahl von Lamellen bereitet erhebliche Probleme. Die Lamellen ändern ihre Stellung nicht immer einwandfrei bei einer Verdrehung der profilierten Stützwalze. Die pro­ filierte Stützwalze läßt nur ein ganz bestimmtes "Programm" zu, bei dem eine individuelle Bewegung der Lamellen ent­ sprechend den Anforderungen durch eine Knetbildung vor dem Walzenspalt nicht möglich ist. Diese bekannte Vorrichtung ist aber auch nicht für den Einsatz in einer Extruder- Kalander-Kombination vorgesehen, sie soll vielmehr ein fer­ tiges Halbprodukt liefern, das nicht mehr im Kalander ge­ glättet und kalibriert werden soll.

Ähnliches gilt für das Lippenprofil am Extruderspritzkopf der DE-AS 23 05 877. Hier ist eine aus Stahlblech herge­ stellte Ausformleiste vorgesehen, welche durch an der Rückseite angreifende, mit Kolben-Zylinder-Einheiten be­ wegbare Stützen in verschiedene Formen bringbar ist. Auch hier ist es das Ziel, ein z. B. als Laufstreifen für die Reifenherstellung nutzbares fertiges Halbprodukt zu er­ halten, das nicht mehr in einem Kalander geglättet und kalibriert werden soll. Hier sollen lediglich Formkorrek­ turen an dem als Ausformleiste dienenden Stahlblech vorge­ nommen werden. Diese Ausführungsform der Ausformleiste ist nach diesseitiger Kenntnis ebenso wie die vorhergehend be­ schriebene nicht realisiert worden.

Durch die FR-OS 20 96 552 ist es bei einem Spritzkopf, der nicht mit einem Kalander zusammenarbeitet, bekanntgeworden, eine flexible Lippe durch Schrauben zu verstellen und im Inneren des Spritzkopfes den Fließweg verengende Segmente vorzusehen, die einzeln durch Schrauben verstellbar sind. Auch dieser Spritzkopf soll ein fertiges Halbprodukt liefern, das nicht mehr im Kalander geglättet und kalibriert werden soll.

Durch die US-PS 44 39 125 ist es bekannt geworden, vor der Ausformleiste am Ende des Spritzkopfes verschiebbare quaderförmige Segmente anzuordnen, durch die der Fließweg des Extrudates vom Extruder zur Ausformleiste eingeengt und auf einen der Austrittsöffnung in der Ausformleiste entsprechenden Fließquerschnitt gebracht werden kann. Dieses hat jedoch den bedeutsamen Nachteil zur Folge, daß sich zwischen der von den Segmenten gebildeten Barriere im Fließweg und der Ausformleiste ein strömungstechnisch toter Raum bildet, in welchem sich Extrudat staut und von Zeit zu Zeit durch Wirbelbildung vom fließenden Extrudat wieder mitgenommen wird. Bei der Verarbeitung von Kautschukmischungen beginnt das sich hier stauende Material zu vulkanisieren, so daß von Zeit zu Zeit, immer wenn Materialteile aus diesem toten Raum mitgerissen werden, das Extrudat inhomogen wird, was das zu erzeugende Produkt minderwertig macht, oft auch zu Ausschuß führt. Hoch empfindliche Extrudate, bei denen auf keinen Fall sich Masse irgendwo stauen darf, können mit dieser Vorrichtung nicht verarbeitet werden.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine individuell einstellbare Ausformleiste zu schaffen, die Korrekturen an der Extrudatstärke vorzunehmen gestattet, wenn an der einen oder anderen Stelle vor dem Walzenspalt eine Knetbildung bzw. eine verstärkte Wulstbildung auftritt. Diese Vorrich­ tung soll so fein abstimmbar sein, daß sie mit Hilfe einer Steuerungsvorrichtung, die die Wulstbildung vor dem Wal­ zenspalt beobachtet, automatisch betrieben werden kann.

Die Erfindung besteht darin, daß die Ausformungsleiste in mehrere Segmente unterteilt ist, daß die Segmente quer zum Austrittsspalt beweglich sind, daß mehreren Segmenten je eine Verstellvorrichtung zugeordnet ist, mit der das Segment zur Änderung der Breite des Austrittsspaltes bewegbar ist, daß jeder Servomotor von einem Meßgerät über ein Steuerungsgerät gesteuert ist, welches die Stärke des von dem Walzenspalt in der Bahn des an dem entsprechenden Segment ausgeformten Extrudates mißt, und daß die Segmente auf der dem Extruder zugewandten Seite mit einem Drehlager versehen und/oder zu einem Drehlagerteil geformt sind.

Mit dieser Konstruktion läßt sich die Stärke des in Form eines Streifens austretenden Extrudates individuell an beliebigen Stellen fein derart einstellen, daß die Bildung eines rollenden Knets vor den Kalanderwalzen verhindert wird, ohne daß sich auf dem Weg des Extrudates irgendwelche toten Räume gebildet haben, in denen Extrudat verweilen kann. Somit lassen sich empfindliche Extrudate hervorragend glätten und kalibrieren.

Zweckmäßig ist es, wenn die Verstellvorrichtung ein Servomotor ist, der ein eine Spindel antreibender Elektromotor sein kann, wobei die Bewegung des Segmentes von der Spindel abgeleitet ist, der aber auch eine Hydraulik-Kolben-Zylinder-Einheit sein kann. Derartige Servormotore lassen sich in einfacher Weise entsprechend den Erfordernissen steuern.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Kalander-Extruder-Kombination,

Fig. 2 eine Frontansicht eines Spritzkopfes,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Spritzkopf,

Fig. 4 eine Ansicht des geöffneten Spritzkopfes von oben,

Fig. 5 eine Ansicht eines anderen geöffneten Spritzkopfes mit tieferen seitlichen Segmenten,

Fig. 6 eine Ansicht eines weiteren geöffneten Spritz­ kopfes für die wahlweise Herstellung mehrerer Streifen,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines quaderförmigen Segmentes,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines spitz zulaufenden Segmentes,

Fig. 9 eine Ansicht eines verschwenkbaren Segmentes,

Fig. 10 einen Schnitt durch einen mit verschwenkbaren Segmenten ausgerüsteten Spritzkopf.

An den Extruder 1 ist ein Spritzkopf 2 angeflanscht, der das Extrudat 3 ausgeformt dem Kalander 4 vorlegt, in wel­ chem das Extrudat geglättet und kalibriert wird. Der Spritzkopf 2 weist eine Zusatzvorrichtung 5 mit einer Reihe von Servomotoren 6 auf, welche Segmente 7 der Aus­ formleiste zu verstellen im Stande sind. Diese Servomo­ toren 6 können hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten sein, es können aber auch Elektromotoren sein, die eine Spindel antreiben, die einen Schieber 8 vorschieben, an dessen Ende das Segment 7 jeweils befestigt ist. Auf diese Weise läßt sich durch Verstellung der Segmente 7 die Spaltbrei­ te zwischen der von den Segmenten gebildeten unteren Aus­ formleiste und der oberen Gegenausformleiste 9 stufenlos verstellen. Mit diesen von den Schiebern 8 getragenen Segmenten 7 läßt sich aber auch der Austrittsspalt 10 an gewünschten Stellen gänzlich verschließen.

Will man ein solchen Verschließen des Austrittsspaltes 10 an einzelnen Stellen erreichen, um statt eines breiten Ma­ terialstreifens drei Materialstreifen 11 als Extrudat zu erhalten, ist es zweckmäßig, wenn die Segmente die in Fig. 6 und 8 dargestellte spitze Form erhalten, bei der die Spitze dem Extruder 1 zugewandt ist. Durch diese Formgebung der Segmente 12 wird der Extrudatstrom so geteilt, daß im Inneren des Spritzkopfes keine Extrudatteile hängenbleiben können. Sollen die Segmente zu beiden Seiten des Austritts­ spaltes 10 zur Herstellung eines schmaleren Extrudatstrei­ fens dienen, dann erhalten diese Segmente 13 eine Form, die den Innenraum des Spritzkopfes so weit ausfüllt, daß vor den Segmenten 13 kein Material hängenbleiben kann.

Für die Verarbeitung höchst empfindlicher Extrudate, von denen nichts im Fließweg hängenbleiben darf, kann die Ver­ wendung verschwenkbarer Segmente 14 vorteilhaft sein, wie sie in Fig. 9 und 10 dargestellt sind. Das dem Extruder zugewandte Ende dieses verschwenkbaren Segmentes, ist zu einem zylindrischen Drehlagerteil 15 gestaltet, welches in dem hohlzy­ lindrischen Lager 16 aufgenommen wird.

Jedem Servomotor 6 ist ein Meßinstrument in Form eines Längenmeßgerätes 17 zugeordnet, welches feststellt, ob sich ein rollender Knet im Walzenspalt bildet. Diese Längen­ meßgeräte 17 sind an eine Steuervorrichtung 18 angeschlos­ sen, welche jedem der Servomotoren 6 Steuerbefehle in Form von Impulsen zur Verstellung der Segmente gibt.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung spielt der Abstand des Kalanders vom Extruder bzw. dessen Spritz­ kopf keine Rolle, die Vorrichtung ist daher auch bei Roller-Head-Anlagen mit Erfolg einsetzbar.

Claims (3)

1. Extruder-Kalander-Kombination mit einem an dem Extruder vor dem Kalander angebrachten Spritzkopf für die Formung des mit zylindrischem Querschnitt einlaufenden Extrudates zu flachen, breiten Streifen mit einer am Austritt angebrachten Ausformleiste, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausformleiste in mehrere Segmente (7, 12, 13, 14) unterteilt ist,
daß die Segmente (7, 12, 13, 14) quer zum Austrittsspalt beweglich sind,
daß mehreren Segmenten (7, 12, 13, 14) je eine Verstellvorrich­ tung (6) zugeordnet ist, mit der das Segment (7, 12, 13, 14) zur Änderung der Breite des Austrittsspaltes (10) bewegbar ist,
daß jeder Servomotor (6) von einem Meßgerät (17) über ein Steuerungsgerät (18) gesteuert ist, welches die Stärke des von dem Walzenspalt in der Bahn des an dem entsprechenden Segment ausgeformten Extrudates mißt, und
daß die Segmente (14) auf der dem Extruder zugewandten Seite mit einem Drehlager (16) versehen und/oder zu einem Drehlagerteil (15) geformt sind.

2. Extruder-Kalander-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung ein Servomotor (6) ist.

3. Extruder-Kalander-Kombination nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Servomotor (6) eine Hydraulik-Kolben-Zylinder-Einheit ist.