DE3927039A1

DE3927039A1 - Verfahren zum kontinuierlichen herstellen von armierten stranggepressten profilen aus thermoplastischem kunststoff, insbesondere aus recycling kunststoff und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3927039A1
Application number: DE19893927039
Authority: DE
Inventors: Theo Rydmann; Walter Buercky
Original assignee: Dr Spiess Kunststoff Recycling GmbH and Co
Current assignee: Dr Spiess Kunststoff Recycling GmbH and Co
Priority date: 1989-08-16
Filing date: 1989-08-16
Publication date: 1991-02-21
Also published as: DE3927039C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von armierten stranggepreßten Profilen aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Recycling- Kunststoff und Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens.

Es sind Verfahren bekanntgeworden, nach welchen armierte stranggepreßte Profile hergestellt werden. Hierbei werden Stahlstäbe oder ein Profil aus Stahlblech oder einem anderen Material einem Extruder zugeführt, derart, daß diese vom Kunststoff ummantelt werden. Der Extruder kopf steht bei einer solchen Anlage in einem gewissen Winkel zur Vorschubrichtung der Armierung. Im Anschluß daran ist eine Kalibriereinrichtung vorgesehen, welche das Ganze in die richtige Form bringt. Da es bei Re cycling-Kunststoff aber nicht auszuschließen ist, daß sich in der Ummantelung Risse, sei es beim Erstarren und die dadurch hervorgerufene Schrumpfung, bilden, oder sei es durch Fremdeinschlüsse, wie Papier u. a., kann die Armierung durch eindringende Feuchtigkeit durch Korrosion zerstört werden. Insbesondere Teile oder Profile, die mit Seewasser in Berührung kommen, sind in ihrer Haltbarkeit begrenzt und können in diesem Bereich kaum eingesetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein armiertes Profil aus Kunststoff, insbesondere aus Recycling-Kunststoff herzustellen, das auch für seewassergefährdete Bau teile verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Die Skelettarmierung besteht aus einem geeigneten Kunststoff, wie z. B. Polyamid u. a. Das Material der eingebrachten Skelettarmierung ist homogen und besitzt eine wesentlich höhere Festigkeit als die Ummantelung aus Recycling-Kunststoff. Dadurch erhält das Profil ein wesentlich höheres Widerstands moment, wobei Spätschäden durch Korrosion vollkommen ausgeschlossen sind. Da die Ausdehnungskoeffizienten beider Materialien gleich sind, können sich beim Erstar ren auch keine Schrumpfungsspannungen ausbilden. Es können sich also keine Spannungsrisse bilden und es gibt auch keine Restspannungen, die zu einem Ver werfen der Bauteile beim Erstarrungsvorgang führen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann unmittelbar nach dem Extruder das vorgeformte Profil mit Einschnitten zur Einbringung der Skelettarmierung versehen werden. In diese Einschnitte wird das Skelett material mit vorbestimmten Druck eingespritzt. Das im Extruder aufbereitete Recycling-Kunststoff-Material be findet sich in diesem Bereich noch im thermoplastischen Zustand, so daß das Einspritzmaterial ohne großen Wider stand den vorgesehenen Raum einnehmen kann, indem das noch thermoplastische Material mehr oder weniger verdrängt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann zwischen der Formdüse am Extruder und dem Kalibrator eine Schneid konsole mit Spritzeinsatz angeordnet sein. Die Anordnung von Schneidkonsole mit Spritzeinsatz an dieser Stelle ist von großer Bedeutung. Das Profilmaterial befindet sich, wie schon erwähnt, noch im thermoplastischem Zu stand und bei der Umformung im Kalibrator werden die Einschnitte der Messer gegeneinandergedrückt und zum Verschmelzen gebracht, so daß diese an der Außenseite nicht mehr sichtbar sind. Die Skelettarmierung ist somit vollkommen vom Profilmaterial ummantelt.

Des weiteren kann die Schneidkonsole mit mindestens einem Messer und einer Spritzdüse bestückt sein. Die Skelett armierung kann also in beliebiger Anzahl eingebracht werden um den Anforderungen betreffs Steifigkeit gerecht zu werden.

Darüber hinaus kann das Messer und die Spritzdüse bo genförmig ausgebildet sein. Dadurch läßt sich das noch weiche Profilmaterial besser einschneiden, während die Spritzdüse besser in die Einschnitte eindringen kann.

Ferner können die Messer mit den Spritzdüsen zu einer Einheit verbunden sein. So können die Schneidkanten der Einschnitte besser über die Außenkonturen der Spritz düsen hinweggleiten.

Des weiteren kann im Anschluß an die Schneidkonsole mit Spritzeinsatz ein Kalibrator angeordnet sein und der Kalibrator kann mit Fibrationselementen versehen sein. Der Kalibrator in diesem Bereich ist ein wichtiger Bestandteil der Erfindung, weil die exakte Einbettung der Skelettarmierung und das Zuschmelzen der von der Außenseite des Profils angebrachten Einschnitte hier erfolgt. Durch die Verformung des noch im thermoplasti schen Zustand befindlichen Recycling-Kunststoff-Materials wird eine geschlossene und dichte Oberflächenstruktur des Profils erreicht. Die Fibrationselemente begünstigen das Einbetten der Skelettarmierung und das Verschmel zen der Einschnitte. Durch eine bestimmte Frequenz der Schwingungen der Fibrationselemente kann auch ein Aus richten von Einschlüssen im Material erfolgen, in dem sich dieselben mehr oder weniger parallel und in Längs richtung des Profils legen. Dadurch läßt sich auch eine höhere Festigkeit und Steifigkeit des Profils erzielen. Der Kalibrator ist also unmittelbar der Schneidkonsole mit Spritzeinsatz nachgeschaltet.

Darüber hinaus können Messer und Spritzdüse stabförmig ausgebildet sein. Damit kann eine Skelettarmierung mit rechteckigem oder leicht ovalem Querschnitt erreicht werden.

Die Messer und Spritzdüsen können aber auch doppel-T- förmig oder U-förmig ausgebildet sein, um bessere statische Werte zu erzielen, insbesondere was die Stei figkeit der Profile anbelangt, die als Bauteile ver wendet werden.

Schließlich können die Messer stabförmig und die Spritz einsätze in Form eines Hantels ausgebildet sein.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen von skelett armierten Profilen aus thermoplastischem Kunststoff, gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung nach Fig. 1, wobei der Kalibrator mit Fibrationsele menten ausgerüstet ist,

Fig. 3 ein Querschnitt durch ein skelettarmier tes Profil, wobei das Skelett hantel förmig ausgebildet ist,

Fig. 4 ein Querschnitt durch ein skelettarmier tes Profil mit doppel-T-förmigem Skelett und

Fig. 5 ein Querschnitt durch ein skelettarmier tes Profil mit U-förmiger und doppel-T- förmiger Skelettierung.

Die in der Fig. 1 dargestellte schematische Vorrichtung besteht aus einem Extruder 1 mit einer Formdüse 12, die den aufbereiteten Kunststoff zu einem Profil 2 vorformt. Unmittelbar an den Extruder 1 schließt sich eine Schneid konsole 3 mit Spritzeinsatz 4 an. Das noch im thermoplasti schem Zustand befindliche Recycling-Kunststoff-Material wird vorzugsweise von der Unterseite des Profils aus gehend mindestens ein Einschnitt 11 durch die Messer 6 vorgenommen, in welchem eine Spritzdüse 7 eingreift und geeigneten thermoplastischen Kunststoff, wie z. B. Polyamid einspritzt. Der Einspritzdruck wird hierbei so gewählt, daß die Einschnitte 7 entsprechend ausgefüllt werden. Da die Spritzmasse, z. B. Polyamid homogener und bedeutend fester als die Profilmasse aus Recycling-Kunststoff ist, gibt eine derartige Skelettarmierung dem Profil die gewünschte Festigkeit und Steifigkeit, wie dies bei Bauteilen erforderlich ist. Die Skelettierung ist kor rosionsbeständig und die so hergestellten Teile können für seewassergefährdete Bauteile eingesetzt werden. Die Messer 6 der Schneidkonsole 3 können verschiedenartig ausgebildet sein, ebenso, wie die Spritzdüsen 7, so daß die Skelettierung hantelförmig oder doppel-T-förmig oder U-förmig geformt ist, je nachdem, wie es das statische Widerstandsmoment erfordert.

In einem unmittelbar nachgeschalteten Kalibrator 8 wird das noch thermoplastische Material des Profils 2 weiter verformt, wobei durch den hierbei entstehenden Druck die Einschnitte 11, die nicht mit Spritzmaterial ausgefüllt sind, verschmolzen werden, so daß die Ske lettierung 5 von allen Seiten fest ummantelt ist. Das nun fertige Profil 10 wird nach dem Durchlaufen einer Kühlstrecke in gewünschte Längen geschnitten. Selbst verständlich können am Kalibrator 8 Mittel vorgesehen sein, welche das Verschmelzen der noch offenen Ein schnitte 11 begünstigen.

Die Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausführung, bei der am Kalibrator 8 Fibrationselemente 9 vorgesehen sind, wel che auf das zu verformende Profil 10 mit einer vorbe stimmten Frequenz einwirken, wodurch das Einbetten der Skelettierung sowie das Verschmelzen der Einschnitte 11 begünstigt wird. Außerdem bewirken diese Schwingungen, ein Ausrichten eventuell eingeschlossener Fremdkörper in eine etwa zur Oberfläche des Profils 10 parallele Lage. Die Fibrationselemente können auch in Form von Bändern 13, 14 ausgebildet sein.

In der Fig. 3 ist ein Querschnitt durch ein Profil 10 dargestellt, wobei die Skelettierung hantelförmig aus gebildet ist. Die Einschnitte 11 sind wieder verschmol zen, so daß die Skelettierung fest ummantelt ist.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine doppel-T-förmige bzw. U-förmige Skelettierung 5. Selbstverständlich kann diese auch eine andere Form haben, so dies von Vorteil ist, ohne daß der Rahmen der Erfindung überschritten wird.

Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von armierten stranggepreßten Profilen aus thermoplasti schem Kunststoff, insbesondere aus Recycling-Kunst stoff und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß in das aus einem Extruder (1) austretende, vor geformte Profil (2) eine Skelettarmierung (5) aus einem anderen geeigneten Kunststoff mit besseren Festig keitswerten, wie z. B. Polyamid, eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Extruder (1) das vorgeformte Profil (2) mit Einschnitten (11) zum Einbringen von Spritzdüsen (7) und Einspritzen des Skelettmaterials versehen wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einem Extruder, einer Formdüse für das Profil und einem Kalibrator, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Formdüse (12) und dem Kalibrator (8) eine Schneid konsole (3) mit Spritzeinsatz (4) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkonsole (3) mit mindestens einem Messer (6) und einer Spritzdüse (7) bestückt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (6) und die Spritzdüse (7) bogen förmig ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Messer (6) und Spritzdüse (7) miteinander ver bunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrator (8) der Schneidkonsole (3) mit Spritzeinsatz (4) unmittelbar nachgeschaltet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Kalibrator (8) Fibrationselemente (9) ange ordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Messer (6) und Spritzdüse (7) stabförmig ausge bildet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Messer (6) und Spritzdüse (7) doppel-T-förmig ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Messer (6) und Spritzdüse (7) U-förmig ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (6) stabförmig und die Spritzeinsätze (4) in Form eines Hantels ausgebildet sind.