DE4308023C2 - Verfahren zur Herstellung profilierter Kunststoffbahnen oder -platten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung profilierter Kunststoffbahnen oder -plattenInfo
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Abstract
Nach der Erfindung werden Kunststoffbahnen oder Platten, insbesondere aus Kunststoffschaum, durch Extrudieren eines Schlauches hergestellt, wobei eine Matrize Verwendung findet, die im Ringspalt mit profilgebenden Wendeln versehen ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung profilierter Kunststoffbahnen
oder -platten, insbesondere aus Kunststoffschaum, mit einem Extruder.
Extruder haben in erster Linie die Aufgabe, das Material zu plastifizieren, um es in
einen Zustand zu bringen, in dem es nach einer Verformung in der erreichten Form
nach Abkühlung verbleibt. Die Formgebung wird in der Regel nicht im Extruder
vorgenommen, sondern in nachfolgenden Anlagen, z. B. Kalanderanlagen, wenn
bahnenförmige Produkte erzeugt werden sollen.
Es ist aber auch bekannt, den Extruder auf einem Werkzeug arbeiten zu lassen, das
dem Material die gewünschte Form gibt. Dabei handelt es sich vorzugsweise um
Breitschlitzdüsen.
Es ist aber auch bekannt, mit dem Extruder Schläuche zu erzeugen. Dazu dienen
ringförmige Matrizen, die mit dem Extruder gekoppelt sind. Der austretende
Schlauch wird mit Luft gekühlt. Die Luft wird solange in ihn hereingeblasen, bis das
extrudierte Kunststoffmaterial die gewünschte Abkühlung erreicht hat. Mit diesem
Verfahren lassen sich besonders breite Bahnen und Platten erzeugen. Wahlweise
geschieht das unter Aufschlitzung des Schlauches und Auffaltung.
Soweit mit den Matrizen profilierte Bahnen oder Platten hergestellt worden sind, handelt es
sich um strangförmige Profile, die in Plattenlängsrichtung verlaufen.
Aus der DE 41 04 999 A1 ist ein Verfahren bekannt zur Herstellung profilierter
Kunststoffbahnen oder -platten, insbesondere aus Kunststoffschaum, mit einem Extruder,
wobei mittels einer Matrize mit einem Ringspalt eine Schlauchform erzeugt und mittels
eingeblasener Luft offengehalten wird, bis eine äußere Verfestigung des extrudierten
Materials erreicht ist und wobei eine Matrize verwendet wird, die aus einem Innenteil und
einem Außenteil mit profilgebener Formung besteht.
Eine Herstellung von Profilen mit schräg verlaufenden Stegen ist noch unbekannt.
Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, auch solche Profile zu ermöglichen.
Nach der Erfindung wird das bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 unter Verwendung einer ringförmigen Matrize erreicht, die am
Innenteil und/oder Außenteil mit einer oder mehreren profilgebenden Wendeln oder
Gewinden versehen ist, sowie dadurch, daß das mit der den profilgebenden Wendeln oder
Gewinden versehene Matrizenteil in Wendelrichtung bzw. Gewinderichtung bewegt wird.
Diese Bewegung kann dadurch entstehen, daß das profilgebende Matrizenteil lediglich
beweglich angeordnet ist und seine Bewegung dem Druck in Umfangsrichtung folgt.
Wahlweise kann aber auch eine Zwangsbewegung im Extruder bzw. in der Matrize
vorgesehen sein, um die Profilgebung zu optimieren. Die Zwangsbewegung kann mit einem
Antrieb des profilgebenden Matrizenteils erreicht werden.
Auf diesem Wege entstehen Bahnen oder Platten, die mit schräg zur
Plattenlängsrichtung oder Bahnenlängsrichtung verlaufenden Profilen versehen
sind. Die Bahnen oder Platten können ihre endgültige Form einnehmen, nachdem
der Schlauch aufgetrennt und aufgefaltet ist. Die erfolgt bei Verformungstemperatur,
damit in dem aufgefalteten Schlauchmaterial keine Wellen verbleiben. Bei
Verformungstemperatur hat das Material noch eine ausreichende Plastizität ohne
Rückstellkraft.
Wahlweise wird die Schlauchinnenfläche auch nach weitgehender Abkühlung des
Schlauches ganz oder teilweise wieder plastifiziert und der Schlauch anschließend
flachgedrückt. Dadurch verschweißen die einander berührenden Flächen. Das
Aufschmelzen der Berührungsflächen erfolgt mittels Ultrakurzwellen oder auf andere
Weise.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Extruder bezeichnet. Am Extruderende tritt plastifiziertes
Material in Form eines Schlauches 2 aus. Das geschieht deshalb, weil im
Extruderende eine Matrize mit einem Außenring 6 und einem Innenteil 5 angeordnet
ist. Das vom Extruder plastifizierte Kunststoffmaterial wird durch den Ringspalt
beider Teile gedrückt. Nach Verlassen des Ringspaltes fällt der Schlauch nicht
zusammen. Vielmehr wird er durch eingeblasene Luft aufgeweitet. Zugleich wird der
Schlauch durch das Wachstum der einzelnen Zellen in seiner Oberfläche um ein
Vielfaches vergrößert und durch Abgabe der Temperatur an die Umgebungsluft
verfestigt. Die Kühlung wird fortgesetzt, bis das Material eine definierte Abkühlung
erreicht hat. Anschließend wird der Schlauch über Begrenzungsrollen 3 und 4 im
Wachstum begrenzt und flachgelegt, wobei die Berührungsflächen einen geringen
Druck erfahren. Der Druck ist jedoch ausreichend und geregelt, um aufgrund der
noch vorhandenen Erwärmung ein Verkleben der Berührungsflächen zu
gewährleisten.
Für die Handhabung des Schlauches ist es von Vorteil, wenn zwischen dem mit 31
bezeichneten Extruder, bzw. der Matrize 32 und den Begrenzungsrollen 34 und 35
Abzugsschrägen 36 und 37 angeordnet sind, die den in Fig. 6 mit 33 bezeichneten
Schlauch zwischen die Begrenzungsrollen 34 und 35 führen. Die Abzugsschrägen
36 und 37 bestehen aus einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Rollen.
Die anschließend entstandene Bahn ist mit 38 bezeichnet.
Die Berührungsflächen entstehen an Stegen 11, die in Fig. 2 dargestellt sind. Die
Stege 11 des in Fig. 2 mit 10 bezeichneten Materials werden gebildet, weil der
Matrizeninnenteil 5 mit entsprechenden Ausnehmungen 7 versehen ist.
Im Ausführungsbeispiel verlaufen die Stege wendelförmig bzw. wie Gewindegänge.
Durch gleichzeitiges Drehen des Matrizeninnenteiles 5 kann der Schlauch 2 in
Umfangsrichtung unverändert bleiben.
Die Drehung des Matrizeninnenteiles 5 wird im Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines
mechanischen Antriebes bewirkt. Dazu ist das Matrizeninnenteil 5 auf einer Welle
befestigt, die ihrerseits drehbeweglich gelagert ist und mit einem Zahnritzel
versehen ist, über das die Welle in Drehung versetzt wird. Die Drehbewegung
erfolgt in Abhängigkeit von des Fertigungsgeschwindigkeit und der gewählten
Steigung der Ausnehmungen 7 auf dem Matrizeninnenteil.
Die Lagerung des Matrizeninnenteiles ist der Beschickung des Spaltes zwischen
Matrizeninnenteil 5 und Außenteil 6 nicht hinderlich, weil der Extruder im
Ausführungsbeispiel tangential in den Spalt arbeitet.
Im Ausführungsbeispiel findet ein Kunststoffmaterial aus Polyolefinen und/oder
Alkenylaromaticpolymeren Verwendung, das aus einer Mischung von Polyäthylen
und Polystyrol besteht. Die Mischung ist mit einem Treibmittel versetzt, das beim
Extrudieren und der Formgebung im oder außerhalb des Werkzeuges zu einer
Schaumbildung des Kunststoffes führt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 wird mittels eines
Extruders 24, der über ein Getriebe 25 angetrieben wird und in eine Matrize 21
arbeitet, ein Schlauch 26 erzeugt. Der Schlauch 26 besitzt an der Innenseite die
gleiche Profilierung wie die Schläuche in den anderen Ausführungsbeispielen. Im
Unterschied zu der Handhabung des Schlauches in den anderen
Ausführungsbeispielen findet jedoch keine Verbindung der Schlauchinnenseiten
unter Zusammendrücken des Schlauches statt. Vielmehr wird der Schlauch gemäß
Fig. 5 seitlich aufgeschlitzt und auseinandergefaltet. Nach dem Auseinanderfalten
weist die profilierte Innenseite nach oben. In dieser Lage kann in einfacher Weise
Füllgut in die Profilzwischenräume verfüllt werden. Als Füllgut findet dabei
vorzugsweise ein Material Verwendung, das aufgrund seiner Masse und sonstiger
Eigenschaften bessere Schalldämmwerte besitzt.
Nach Füllen der Zwischenräume zwischen den Profilen wird die
Kunststoffschaumbahn oben verschlossen. Das geschieht wahlweise durch
Aufkaschieren einer weiteren Kunststoffschaumbahn und/oder durch Aufkaschieren
einer Folie. Auf diesem Wege entsteht ein Material mit höherem Schalldämmwert als
reiner Kunststoffschaum.
Der Schlauch 26 in Fig. 5 wird mit Hilfe eines in Fig. 4 dargestellten Dornes 20
und einer Luftzuführung 23 hergestellt. Der Dorn 20 wird in einem Gerüst 22
gehalten und ragt von vorn in den Schlauch 26, der nach dem Schlitzen leicht um
das Gerüst 22 herumgeführt werden kann.
Die bei der Schlauchverstellung verwendete Luft kann unter zwei Gesichtspunkten
eingesetzt werden. Einerseits dient sie zur Aufweitung des Schlauches. Dazu wird
die Luft mit geeignetem Druck zugeführt. Allerdings wird der Luftdruck nur dort
wirksam, wo der Schlauch ein abgeschlossenes, luftwahrendes Behältnis bildet. Das
gilt für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und das Ausführungsbeispiel nach
Fig. 6. Dort bilden die Abzugsrollen eine mehr oder weniger wirksame Abdichtung.
Der gleichwohl aufgrund der Profilöffnungen eintretende Druckluftverlust kann leicht
durch Zuführung neuer Druckluft ausgeglichen werden. Die Regelung der
zugeführten Luftmenge/Luftdruckes kann z. B. über ein bloßes Druckregelventil
erfolgen.
Der andere Verwendungszweck der zugeführten Luft kann die Temperaturregelung
an der Schlauchinnenfläche sein. Dazu wird die Zuführungsluft erwärmt. Die
Erwärmung wird in Abhängigkeit von der gemessenen Schlauchtemperatur geregelt.
Die Schlauchtemperatur kann ohne weiteres außen gemessen werden, da bei
gleichförmiger Herstellung bestimmte Verhältnisse zwischen Außentemperatur und
Innentemperatur am Schlauch gegeben sind. Die Erwärmung der Zuführungsluft
kann z. B. über eine elektrisch betriebene Heizeinrichtung erfolgen. Derartige
Heizeinrichtungen arbeiten mit geringer Trägheit.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung profilierter Kunststoffbahnen oder -platten, insbesondere aus
Kunststoffschaum, mit einem Extruder, wobei mittels einer Matrize mit einem Ringspalt
eine Schlauchform erzeugt und mittels eingeblasener Luft offengehalten wird, bis eine
äußere Verfestigung des extrudierten Materials erreicht ist und wobei eine Matrize
verwendet wird, die aus einem Innenteil und einem Außenteil mit profilgebender
Formung besteht, dadurch gekennzeichnet,
daß das Innenteil und/oder Außenteil mit einer oder mehreren profilgebenden Wendeln bzw. Schrauben versehen ist und
der mit den Wendeln oder Schrauben versehene Matrizenteil drehbeweglich angeordnet ist.
daß das Innenteil und/oder Außenteil mit einer oder mehreren profilgebenden Wendeln bzw. Schrauben versehen ist und
der mit den Wendeln oder Schrauben versehene Matrizenteil drehbeweglich angeordnet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbewegliche
Matrizenteil (5) mit den profilgebenden Wendeln oder Schrauben zwangsweise gedreht
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (2, 33) nach
Erreichen einer gewünschten Arbeitsbreite in seiner Ausdehnung begrenzt und flachgelegt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von Führungen (36)
zum Begrenzen und Flachlegen des Schlauches (33).
5. verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (36) durch
Rollen gebildet werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schlauchinnenflächen aufgrund geregelter Oberflächentemperatur durch Andrücken
miteinander verschweißen.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die
Verwendung von Rollen (2, 3; 34, 35) zum Flachlegen und/oder Verschweißen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen zugleich einen
Materialabzug bilden und/oder zusätzlich ein Materialabzug vorgesehen ist.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprlüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß mit Rollen und/oder Walzen eine Abdichtung gegen Entweichen von zugeführter Luft
aus dem Schlauch gebildet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (26) nach
ausreichender Abkühlung aufgetrennt und aufgefaltet wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Profilzwischenräume mit einem Material verfüllt werden, das gegenüber dem
Kunststoffschaum eine bessere Schalldämpfung besitzt, und die Zwischenräume
anschließend verschlossen werden.
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Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
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JP3974426B2 (ja) * | 2002-02-25 | 2007-09-12 | 住友ゴム工業株式会社 | 短繊維入りゴムシートの押出形成装置 |
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1993
- 1993-03-13 DE DE4308023A patent/DE4308023C2/de not_active Expired - Fee Related
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