DE69018129T2 - Strangpressdüse. - Google Patents

Strangpressdüse.

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Description

  • Bei der Herstellung von röhrenförmigen oder schlauchförmigen Produkten aus Kunststoffmaterial werden verschiedene Probleme angetroffen, die vom Durchgang des Kunststoffmaterials durch eine Düse, von der das Material extrudierr wird, abhängen. Die Homogenität und eine gleichmäßige Temperatur sind wichtig.
  • Um die Festigkeit des Produkts zu erhöhen, ist vorgeschlagen worden, zwei oder mehr Teilströmungen geschmolzenen Kunststoffmaterials in einem gemeinsamen Schlitz zu vermischen. Eine solche Prozedur ermöglicht ferner, Kunststoffe mit verschiedenen Farben und/oder Qualitäten zu verwenden, so daß das Produkt innen und außen verschiedene Farben besitzt.
  • Wälzlager im Düsenteil sind hohen Lasten unterworfen, sie können fedoch nicht auf die gleiche Weise wie in herkömmlichen Maschinen geschmiert werden, da das Schmierfett das Kunststoffmaterial verunreinigen würde. Die Lager müssen ferner 50 angeordnet sein, daß sie ein Entweichen von Kunststoff verhindern.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Düse für die Herstellung röhrenförmiger oder schlauchförmiger Produkte vorzuschlagen, bei denen eine gute Steuerung der Qualität der Kunststoffströmung erhalten wird und bei der es möglich ist, die Lager an vorteilhaften Positionen anzuordnen und eine effiziente Schmierung bei geringer Leckgefahr zu schaffen.
  • Die Erfindung bezieht sich daher auf eine Extruderdüse, die an wenigstens zwei Zufuhrleitungen für flüssiges Kunststoffmaterial angeschlossen werden kann und ein unbewegliches Element enthält, das mittels wenigstens eines Wälzlagers einen Kopf mit einem Extruderschlitz drehbar trägt, wobei an das unbewegliche Element wenigstens zwei Zufuhrleitungen für flüssiges Material angeschlossen werden können, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kopf über radiaie Durchlässe mit Verlängerungsdurchlässen auf verschiedenen Höhen der zugehörigen Grenzfläche zusammenwirkt, daß sich wenigstens ein Wälzlager an der wenigstens einen zylindrischen Grenzfläche befindet, wobei die Strömung von Kunststoffmaterial von einer der Zufuhrleitungen durch das Wälzlager führt, und daß an gegenüberliegenden Seiten des Lagers einstellbare Stopfbüchsendichtungen eingepaßt sind, die ein Entweichen von Kunststoffmaterial aus der Düse verhindern.
  • Das unbewegliche Element kann als Säule ausgebildet sein, die in den Kopf vorsteht und mit axialen Beförderungsdurchlässen für das Kunststoffmaterial versehen ist. Alternativ kann der Kopf mit einem mittig vorstehenden Drehzapfen versehen sein, der in ein unbewegliches, röhrenförmiges Gehäuse eingepaßt ist, wobei der Kopf über radiale Durchlässe und Abschnitte eines axialen Durchlasses mit radialen Verlängerungsdurchlässen im Drehzapfen in Verbindung steht, um mit radialen Durchlässen im unbeweglichen Gehäuse zusammenzuwirken.
  • Zwei Wälzlager sind vorteilhaft an verschiedenen Höhen in Verbindung mit wenigstens einer zylindrischen Grenzfläche vorgesehen, wobei einer der Ströme von Kunststoffmaterial dazu veranlaßt wird, sich durch beide Lager zu bewegen.
  • Die Düse kann vorzugsweise an drei Zufuhrleitungen angeschlossen werden, wovon die mittlere Strömung von Kunststoffmaterial im Kopf dazu veranlaßt wird, sich durch wenigstens ein Wälzlager zu bewegen.
  • Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
  • Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Düse gemäß der Erfindung zeigt und
  • Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform hiervon zeigt.
  • Fig. 1 zeigt eine Düse für die Herstellung eines Kunststoffilms, wobei ein schlauchförmiges Extruderprodukt auf einen gewünschten Durchmesser und dabei auf eine gewünschte Dicke des Films aufgeblasen wird.
  • Ein Rahmen 10, der nicht im einzelnen gezeigt ist, trägt eine unbewegliche Säule 11, die mittels zweier Wälzlager einen Kopf trägt, der mit 14 bezeichnet ist und in bezug auf die Säule drehbar ist. Der Kopf ist aus ringförmigen Komponenten aufgebaut, die zusammen Durchlässe für eine Anzahl von Strömungen von Kunststoffmaterial umschließen und einen gemeinsamen, ringförmigen Extruderschlitz für das Material bilden.
  • Die Säule 11 und der Kopf 14 wirken längs dreier zylindrischer Flächen 16, 17, 18 mit allmählich abnehmendem Durchmesser in Außenrichtung zusammen. Ah jeder dieser drei zylindrischen Flächen befindet sich ein Strömungsdurchlaß für Kunststoffmaterial. Die Anordnung des Übergangs von Kunststoffmaterial von der unbeweglichen zur rotierenden Komponente an einer zylindrischen Fläche bringt im Hinblick auf die Möglichkeiten abnenmenden Leckverlustes beachtliche Vorteile mit sich.
  • Die Wälzlager 12 und 13 sind an der dazwischenliegenden zylindrischen Fläche 17 angebracht.
  • Die Säule 11 ist mit einer Mittelbohrung 19 versehen, in die ein Hohlkörper 20 eingeschoben ist, und mittels eines Stopfens 21 verschlossen. Paßnuten 22 und 23 in der Wand der Bohrung 19 und im Einschubkörper 20 bilden zusammen axiale Durchlässe für zwei Strömungen von Kunststoffmaterial.
  • Flüssiges Kunststoffmaterial wird über drei Leitungen 26, 27, 28 zur Basis der Säule 11 geliefert. Die Leitung 26 steht mit einem mittigen Durchlaß 29 im Einschubkörper 20 in Verbindung. Die Leitungen 27 und 28 stehen mit den durch die Nuten 22 bzw. 23 gebildeten Durchlässen in Verbindung. Durch die Anordnung einer Hälfte des Durchlasses in der Säule und der anderen Hälfte im Einschubkörper ist es möglich, angepaßte Radien zu schaffen und die Oberflächen zu polieren.
  • Die notwendigen Durchlässe für komprimierte Luft und für den elektrischen Strom werden durch axiale Bohrungen in der Säule erhalten, die jedoch in der Zeichnung nicht gezeigt sind.
  • Radiale Verlängerungsdurchlässe 30, 31, 32 erstrecken sich auf verschiedenen Höhen von den axialen Durchlässen, 22, 23, 29 jeweils an eine angrenzende zylindrische Grenzfläche 16, 17, 18, wobei in ihrem oberen Abschnitt ringförmige Nuten 33 und 34 ausgebildet sind. Die Wälzlager befinden sich an der unteren zylindrischen Fläche 16.
  • Radiale Durchlässe 36, 37, 38 im Kopf stehen mit den Wälzlagern bzw. mit den ringförmigen Nuten 33, 34 in Verbindung und werden durch ringförmige, axiale Schlitze 39, 40, 41 fortgesetzt, die zwischen den ringförmigen Komponenten im Kopf ausgebildet sind, und zu einem gemeinsamen Auslaß 42 zusammengeführt, der mit dem Extruderschlitz 15 in Verbindung steht.
  • Die Strömung von Kunststoff von der Zufuhrleitung 26 bewegt sich durch die beiden Wälzlager 12, 13, die auf diese Weise wirksam geschmiert werden, ohne daß die Gefahr einer Verunreinigung des Kunststoffmaterials besteht. Gleichzeitig wird diese Kunststoffströmung einer gesonderten Bearbeitung unterworfen, welche deren Geschmeidigkeit erhöht und das Zusammenschmelzen der drei Kunststoffströmungen verbessert, wenn sie den Extruderschlitz 15 verlassen.
  • Der Extruderdruck beträgt 700-800 kg/cm², wobei der an den zylindrischen Grenzflächen auftretende Ubergang kleine Spielräume und somit vernünftige Lasten auf die Dichtungen bedeutet.
  • Außerhalb der Übergangspunkte zwischen der Säule und dem Kopf sind einstellbare Stopfbüchsendichtungen 43, 44 vorgesehen, die ein Entweichen von Kunststoff aus dem Werkzeug wirksam verhindern. Ein möglicher, geringer Leckverlust zwischen den Strömungen innerhalb des Kopfes ist unwichtig, da das Kunststoffmaterial durch den gemeinsamen Schlitz 15 extrudiert werden soll.
  • Die Druckluft zum Aufblasen des extrudierten Schlauchs wird auf irgendeine geeignete Weise zugeführt. Der Kopf wird in bezug auf die Säule durch einen beliebigen Mechanismus bekannten Typs gedreht, ferner ist der Kopf mit (nicht gezeigten) externen elektrischen Heizelementen versehen, die eine konstante Temperatur des Kunststoffmaterials sicherstellen.
  • Es ist möglich, die Strömungen von irgendeiner der Zufuhrleitungen 26, 27, 28 zu unterbrechen. Wenn gelegentlich nur eine Strömung gebraucht wird, sollte die Strömung durch die Leitung 26 verwendet werden, da sich diese durch die Wälzlager bewegt.
  • Fig 2 zeigt einen Abschnitt einer Düse gemäß einem abgewandelten Entwurf. Der Kopf 50 ist mit einem mittigen, nach unten gerichteten Drehzapfen 51 versehen, der in einem röhrenförmigen Gehäuse 52 getragen wird. Zwei getrennte Wälzlager 54 und 55 befinden sich an der zylindrischen Grenzfläche 53 zwischen dem Drehzapfen 51 und dem Gehäuse 52.
  • Durch den Kopf 50 erstrecken sich in axialer Richtung eine Bohrung und der Drehzapfen 51, wobei die Bohrung 56 mittels Stopfen 57, die sich an geeigneten Positionen befinden, in kürzere Durchlässe unterteilt ist.
  • An das Gehäuse können drei Zufuhrleitungen 58, 59, 60 für Kunststoffmaterial angeschlossen werden und durch radiale Durchlässe 61, 62, 63 zur zylindrischen Grenzfläche 53 auf unterschiedlichen Höhen derselben fortgesetzt werden. Um die Einpassung der Dichtungen zwischen die radialen Durchlässe zu erleichtern, ist die Grenzfläche leicht gestuft.
  • Mit geeigneten Teilen der axialen Bohrung 56 stehen radiale Verlängerungsdurchlässe 64 und 65 in Verbindung, die die Strömungen von den Leitungen 58 und 60 aufnehmen.
  • Der Durchlaß 62 von der Zufuhrleitung 59 erstreckt sich zum unteren Wälzlager 55, während ein Durchlaß 66 im Gehäuse das letztere mit dem oberen Wälzlager 54 verbindet. Vom letzteren führt ein radialer Verlängerungsdurchlaß 67 zu einem definierten Abschnitt in der Mittelbohrung.
  • Von den letzteren radialen Durchlässen 68, 69, 70 auf verschiedenen Höhen erstrecken sich axiale Schlitze 71, 72, 73, die zwischen ringförmigen Komponenten im Kopf ausgebildet sind. Diese Schlitze laufen in einem gemeinsamen Extruderschlitz 74 zusammen.
  • Auch in dieser Ausführungsform bewegt sich die mittlere Kunststoffströmung durch die Wälzlager 54, 55, was sowohl eine effiziente Schmierung der Lager als auch eine zusätzliche Bearbeitung dieses Abschnitts des Kunststoffmaterials mit sich bringt.
  • Komprimierte Luft zum Aufblasen des extrudierten Schlauches kann auf irgendeine geeignete, nicht gezeigte Weise zugeführt werden und mit einem getrennten Kanal verbunden sein. Der Kopf ist äußerlich mit elektrischen Heizwiderständen 75 versehen, die ermöglichen, im Kopf eine konstante Temperatur aufrechtzuerhalten. Dieser Kopf wird mittels eines Elektromotors 75 gedreht, der mit einem Zahnrad 77 einen peripheren Zahnriemen 78 antreibt. Auch hier sind einstellbare Stopfbüchsendichtungen 79, 80 vorgesehen, die ein Entweichen von Kunststoff aus den Wälzlagern wirksam verhindern.
  • Die oben beschriebenen und in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen sollten lediglich als Beispiel der Erfindung betrachtet werden, wobei die Einzelheiten derselben auf viele verschiedene Weisen innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche verändert werden können.
  • Die Düse kann für lediglich zwei Kunststoffströmungen entworfen sein, es sind jedoch auch mehr als drei Strömungen möglich. Die Köpfe sind so gezeigt, daß sie aus vereinfachten Komponenten aufgebaut sind, um zu zeigen, wie das Kunststoffmaterial befördert wird. Praktische Ausführungsformen werden verschiedene Einzelheiten enthalten, die den Aufbau und die Befestigung der Komponenten aneinander erleichtern.

Claims (5)

1. Extruderdüse für die Handhabung wenigstens zweier Flüsse flüssigen Kunststoffmaterials, die ein unbewegliches Element (11, 51) enthält, das mittels wenigstens eines Wälzlagers (12, 13; 54, 55) einen Kopf (14, 50) mit einem Extruderschlitz (45, 74) drehbar trägt, wobei wenigstens zwei Zufuhrleitungen (26-28; 59-61) für flüssiges Material mit dem unbeweglichen Element (11, 51) verbunden werden können, dadurch gekennzeichnet daß der Kopf (14, 51) und das unbewegliche Element (11, 51) längs wenigstens einer zylindrischen Grenzfläche (16, 17, 18; 53) zusammenwirken, daß der Kopf (14, 50) mittels radialer Durchlässe (37, 38; 68, 69, 70) mit Verlängerungsdurchlässen (30, 31, 32; 64, 65, 67) auf verschiedenen Höhen an der zugehörigen Grenzfläche (16, 17, 18; 53) zusammenwirkt, daß sich wenigstens ein Wälzlager (12, 13; 54, 55) an der wenigstens einen zylindrischen Grenzfläche befindet, wobei sich der Fluß von Kunststoffmaterial von einer der Zufuhrleitungen am Wälzlager vorbeibewegt, und daß an gegenüberliegenden Seiten des Lagers einstellbare Stopfbüchsendichtungen angeordnet sind, um ein Entweichen von Kunststoffmaterial aus der Düse zu verhindern.
2. Extruderdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das unbewegliche Element (11) eine in den Kopf (14) vorstehende Säule ist und mit axialen Transportdurchlässen (22, 23, 29) für das Kunststoffmaterial versehen ist, wobei jeder axiale Durchlaß über einen radialen Kanal (30, 31, 32) mit einer einzelnen zylindrischen Grenzfläche (16, 17, 18) in Verbindung steht.
3. Extruderdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (50) mit einem mittig vorstehenden Drehzapfen (51) versehen ist, der in ein unbewegliches, rohrförmiges Gehäuse (52) eingepaßt ist, wobei der Kopf über radiale Durchlässe (68, 69, 70) und Abschnitte eines axialen Durchlasses (56) mit radialen Verlängerungsdurchlässen (64, 65, 67) im Drehzapfen (51) in Verbindung steht, um mit den radialen Durchlässen (59, 60, 61) im unbeweglichen Gehäuse (52) zusammenzuwirken.
4. Extruderdüse nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wälzlager (12, 13; 64, 65) auf verschiedenen Höhen derselben zylindrischen Grenzfläche vorgesehen sind und daß eine der Strömungen von Kunststoffmaterial (27, 59) dazu veranlaßt wird, sich an beiden Lagern vorbeizubewegen.
5. Extruderdüse nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie an drei Zufuhrleitungen (26, 28; 58-60) angeschlossen werden kann und daß der Zwischenfluß von Kunststoffmaterial (27, 59) innerhalb des Kopfes dazu veranlaßt wird, sich an wenigstens einem Wälzlager (12, 13; 54, 55) vorbeizubewegen.
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