DE7038048U

DE7038048U - Vorrichtung zum Herstellen eines schlauchfbrmigen Stranges aus thermoplasti schem Kunststoff

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Publication number: DE7038048U
Application number: DE7038048U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1971-01-21

Description

52o2 Hennef/Sieg, den ίο.Ιο.197ο Mein Zeichen; GM 70

Anmelder: Reiner Kader
Diplom-Ingenieur
52o5 St. Auqustin-Hanqelar Im Erlengrund 35

Gebrauchsmusteranmeldung

Vorrichtung zum Herstellen eines schlauchförmigen Stranges aus thermoplastischem Kunststoff

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung rstellen sinss schlauchförnii'^Tsn

thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus einer oder mehreren Schneckenpressen mit mindestens einem Winkelspritzkopf, der einen in Ausspritzrichtung verlaufenden und mit der Schneckenpresse durch einen Zuführungskanal verbundenen Speicherraum für den Kunststoff aufweist, und der Speicherraum mittels eines Kolbens in Richtung auf die Spritzdüse entleerbar ist.

Vorrichtungen der vorgenannten Art sind bekannt. Bei einer bekannten Vorrichtung wird zwischen Extruder und den Schlauch formenden Winkelkopf ein zylindrischer Speichsrrraum vorgesehen. Dabei kann sowohl ein sogenannter Pinolenkopf als auch ein sogenannter Dornhaltekopf verwendet werden. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß das erst in den Speicher eingebrachte Material zuletzt wieder ausgestoßen wird und

damit ein· unterschiedliche Verweilzeit des
Materials und eine damit verbundene evtl.
thermische Schädigung desselben verbunden ist.
Darüber hinaus ist ein Festsetzen von Material-

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Demnach ist also die heute allgemein geforderte
Selbstspülung des Systems nicht vorhanden.

Bei einer anderen Vorrichtung der infrage stehenden Art ist es bekannt, den zwischen Schneckenpresse und den Schlauch formenden Winkelkopf
geschalteten Speicherraum durch einen sogenannten Schubschneckenextruder oder Schubzylinderextruder zu ersetze'n. Im Falle der Schubschnecke ist zwar
ein einwandfreies Spülverhalten sowie die Forderung nach - first in, first out - des Materials gegeben. Dieser Vorteil wird jedoch mit dem Nachteil im Falle des Schubschneckenextruders dadurch erkauft, daß beim Füllen des Stauraumes und damit Rückzug
der Extruderschnecke eine unterschiedliche Verarbeitung des Materiales stattfindet, die ihrerseits eine unterschiedliche Beschaffenheit der plastischen Extrudermasse zur Folge hat. Nachteilig ist bei Verwendung sowohl des Schubschneckenextraders als auch des Schubzylinder-Extruders die teure
konstruktive Gestaltung.

Weiterhin ist eine Vorrichtung bekannt, bei der
der Speicherraum für das thermoplastische Material unmittelbar im Winkelkopf vorgesehen ist und
diesem Winkelkopf lediglich ein normaler kontinuierlich oder diskontinuierlich fördernder Extruder vorgeschaltet ist. In diesem Falle wird das
Material senkrecht zur Austrittsrichtung des
Schlauches in den Winkelkopf eingeführt und

gelangt nach Umströmen eines ringförmigen Zuführungskanals in einen ringförmigen Speicherraum. Dieser Speicherraum ist in Richtung des Schlauchaustrittes konzentrisch um den ringförmigen Zuführungskanal angeordnet. Diese Anordnung gewährleistet zwar ein einwandfreies Spülverhalten des Kopfes. Nachteilig ist jedoch, daß bei dieser Konstruktion die Forderung nach - first in, first out - des Materiales nicht gegeben ist. Darüber hinaus ist die Anordnung des ringförmigen Speicherraums u» den ringförmigen Zuführungskanal aufwendig und entsprechend teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Herstellen eines schlauchförmigen Stranges aus thermoplastischem Kunststoff zu schaffen, bei der der Spritzkopf hinsichtlich seiner äußeren Größe und Gestalt von den üblichen Abmessungen und Ausgestaltungen möglichst wenig abweicht. Weiterhin soll der Spritzkopf so ausgestaltet sein, daß das zu verarbeitende Material in Bezug auf die Verweilzeit innerhalb des Spritzkopfes möglichst gleichmäßig behandelt wird. Dazu gehört, daß das zuerst in den Speicherraum eintretende Material auch zuerst ausgestoßen wird (Prinzip - first in, first out-). Insbesondere soll das Vorhandensein irgendwelcher toter Zonen vermieden werden, in denen die Verweilzeit des Materials nicht von vornherein vorhersehbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird r.ach der Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines schlauchförmigen Stranges aus thermoplastischem Kunststoff vorgeschlagen, welche dadurch gekennzeichnet ist,

daß der Speicherraum unmittelbar oberhalb des Dornhalters angeordnet und der thermoplastische Kunststoff durch eine oder mehrere Schneckenpressen durch eine konzentrische Ausnehmung im

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die Dornhaltespitze konzentrisch anströmt. Die Erfindung sieht ferner vor, daß der Kolben den konzentrischen ZufUhrungskanal umschließt und auf diesem axial verschiebbar ist.

''< Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung

ist die der Ausstoßseite zugewandte Kolbenseite der Form der Dornhaiterspitze angepaßt und bildet mit dieser in Tiefstlage des Kolbens einen Ringspalt.

Ferner ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das oberhalb des Dornhalters bei Höchstlage des Kolbens vorhandene Speichervolumen kleiner oder gleich dem Ringspaltvolumen unterhalb der Stege des Dornhalters bis zum unteren EnUe der Spritzdüse ist.

Um das axiale Verschieben des Kolbens sicher durchführen zu können, wird erfindungsgem&ß weiter vorgeschlagen, daß der Kolben unter Zwischenschaltung von stangenförmigen Elementen mittels eines oberhalb des Speicherraumes angeordneten hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbaren ArbeitsZylinders hin und her bewegbar ist.

Erfindungsgeroäß ist bei der Vorrichtung ferner vorgesehen, daß die Matritze der Spritzdüse

2 1; ι. 71

gegenüber dem Kern der Spritzdüse während des Ausstoßvorganges des q<?speicherten thermoplastischen Kunststoff^s axial über hydraulisch oder pneumatisch beaufsch^ gbare Arbeitszylinder verschiebbar ist. Dabei kann wahlweise ein Hebelsystem zwischengeschaltet sein.

Die Vorteile, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht werden bestehen darin, daß durch die besondere Lagezuordnung des Speicherraumes zum Dornhaiter die Gefahr ausgeräumt: wird, daß sich irgendwo Materialteilchen für längere Zeit festsetzen können. Dadurch besteht aber die Möglichke±t, einen Materialwechsel, der beispielsweise durch eine Veränderung der Farbe des zu verarbeitenden Materials verursacht werden kann, sehr schnell durchzuführen. Es braucht nicht mehr mit der Möglichkeit gerechnet zu werden, daß noch nach geraumer Zeit nach Durchführung des Materialwechsels Reste des zuvor verarbeiteten Materials, die sich irgendwo im Spritzkopf festgesetzt hatten, mit dem neuen Material ausgestoßen werden. Darüber hinaus ist ferner gewährleistet, daß das zuerst in den Speicherraum geförderte Material auch zuerst ausgestoßen wird und dadurch eine größtmögliche Gleichmäßigkeit der Verweilzeit des Materials im Speicher sichergestellt ist.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Figur ist die Erfindung an einer möglichen Ausführungsform im Folgenden näher beschrieben.

Wie aus der Figur ersif.-itlich ist, befindet sich der Speicherraum 1 unmittelbar oberhalb des Dornhalters 2. Der thermoplastische Kunststoff gelangt vom Extruder 3 über den Zufüh .mgskanal 4 und die Ausnehmung 5, welche konzentrisch im Kolben 6 liegt, in den Speicherraum 1. Beim Füllen des Speicherraumes 1 und konzentrischer Anströmung der Dornhalterspitze 7 verschiebt sich der Kolben 6 aus seiner Tiefstlage in eine einstellbare Endlage und schafft damit ein vorgegebenes 5ρeicnervolumen. Ein maximales Speichervolumen ist in Höchstlage des Kolbens gegeben. T?ie Bewegung des Kolbens 6 entgegen der Ausstoßrichtung erfolgt ohne besondere Vorkehrungen, weil der Strömungswiderstand unterhalb des Speicherraumes 1 wesentlich größer ist als der Widerstand, der durch den Kolben 6 der Verdrängung nach oben entgegengesetzt wird. D.h. also, daß aus der Spritzdüse solange kein Material austritt, als der Kolben 6 nicht seine obere Endlage erreicht hat. Nach Erreichen der Endlage wird über geeignete» Mittel Druck auf den Kolben 6 über den Arbeitszylinder 13 gegeben, so daß der Kolben 6 nach unten verschoben wird ur»d dabei das dem Speicherraum entsprechende Materialvolumen aus der Spritzdüse ausstößt.

Der Kolben 6 umschließt seinerseits das zur Ausstoßseite hin gerichtete Teil 4a des Zuführungskanais 4 und ist auf diesem axial verschiebbar. Im Falle des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ist auf den Kolben 6 ein Rohrstück 17 angesetzt, welches seinerseits auf dem Teil 4a des Ausführungskanals 4 gleitet.

Ua ein einwandfreies Abfließen des thermoplastischen Kunststoffes aus dem oberhalb des Dornhalters 2 befindlichen Sneicherraurr.cjs 1 zu gewährleisten, ^st die der Ausstoßseite zugewandte Kolbenfläche der Form der Dornhalterspitze 7 angepaßt. Die Anpassung ist dabei derart, daß sich zwischen Dornhalterspitze 7 und Kolbenfläche 8 in Tiefstlage des Kolbens 6 stets ein Ringspalt 9 ausbildet.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt,das Volumen des Ringspaltes Io unterhalb tier Stege 11 des Dornhalters 2 so auszubilden, daß es mindestens dem oberhalb des Dornhalters bei Höchstlage des Kolbens 6 vorhandenen Speichervolumen entspricht. Dadurch ist gewährleistet, daß die durch die Stege 11 zwangsläufig vorgenommene Trennung des Materialstranges in verschiedene Teilstränge in der Verweilzeit unterhalb der Stege 11 durch ein homogenes Verschmelzen wieder rückgängig gemacht wird.

Die AusSchubbewegung des Kolbens 6 erfolgt unter Zwischenschaltung von stangenförmigen Elementen 12, die ihrerseits mit einem oberhalb des Speicherraumes 1 angeordneten hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbaren Arbeitszylinders 13 gekoppelt sind. Die stangenförmigen Elemente 12 können mit dem Kolben 6 fest verbunden sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Kolben 6 im Speicherraum 1 schwimmend anzuordnen und lediglich gegen die stangenförmigen Elemente 12 kraftschlüssig abzustützen. Dadurch wird einmal die Gefahr, daß der Kolben ό sich verklemmt, wesentlich herabgesetzt. Zum anderen ist aber auch die Möglichkeit ausgeschlossen, daß auf Grund einer Fehlschaltung oder

auf Grund sonstiger Umstände eine Aufw&rtsbewegung des Kolbens 6 verursacht wird, ohne daß gleichzeitig Material in entsprechendem Umfang in den Speicherraum 1 einfließt. Es besteht also nicht die Gefahr, daß im Speicherrauro zu irgendeinem Zeitpunkt eine Unterdrücke zone entsteht.

Die stangenförmigen Elemente 12 sind in einem Querteil 18, in welchem auch der Zuführungskanal 4 liegt, geführt. Ferner sind sie ir der unteren Begrenzung 19 des Arbeitsraumes 2o des Arbeitskolbens 21 geführt. Der Arbeitsraum ist übe^ eine Bohrung 22 an eine nicht veranschaulichte Hydraulik- oder Preßluftleitung angeschlossen.

Während ues Ausstoßvorganges > ;t. die Matritze 14 der Spritzdüse gegenüber dem Kern 15 derselben axial verschiebbar, damit die Wandstärke des Schlauches über seine Längserstreckung reguliert werden kann. Die Axialverschiebung der Matritze 14 bewerkstelligt ein hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbarer Arbeitszylinder 16, dem wahlweise ein nicht veranscha lichtes Hebelsystem zugeordnet sein kann. Der Kolben des Arbeitszylinders 16 ist über eine Kolbenstange 24 mit einer Traversa 25 verbunden, die ihrerseits über Stangenelemente 26 die Kolbenbewegung puf die die Matritze 14 tragende Traverse 27 überträgt und damit den Querschnitt des Ringspaltes 28 verändert.

Claims

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Vorrichtung zum Herstellen eines schlauchförmigen Stranges aus thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus einer oder mehreren Schneckenpressen mit mindestens einem Winkelspritzkopf, |ii der einen in Ausspritzrichtung verlaufenden

und mit der Schneckenpresse durch einen Zuführungskanal verbundenen Speicherraum für den Kunststoff aufweist, und der Speicherrauin mittels eines Kolbens in Richtung auf die Spritzdüse entleerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (1) unmittelbar oberhalb des Dornhalters

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angeordnet und der thermoplastische Kunststoff durch eine oder mehrere Schneckenpressen durch eine konzentrische Ausnehmung (5) im Kolben (6) in den Speicherraum (1) einführbar ist und die Dornhalterspitze (7) konzentrisch anstömt.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß der Kolben (6) den konzentrischen Zuführungskanal umschließt und auf diesem axial verschiebbar ist.
3.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die der Ausstoßseite zugewandte Kolbenseite (8) d^r Form der Dornhalterspitze (7) angepaßt ist und mit dieser in Tiefstlage des Kolbens νό) einen Ringspalt (9) bildet.

- Io -

- Io -
4.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß das oberhalb des Dornhalters (2) bei Höchstlage d, s Kolbens (6) vorhandene Speie·».¹* ¹^- voluraen kleiner oder gleich dem Ringspaltvolumen (lo) unterhalb der Stege (11) des Dornhalters (2) bis zum unteren Ende der Spritzdüse entspricht.
5.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) unter Zwischenschaltung von stangenförmigen Elementen (12) mittels eines

oberhalb des Speicherraumes (1) ano* '»rdneten hydraulisch oder pneumatisch t-**i.»fschlagbaren Arbeitszylinders (13) hin und her bewegbar ist.
6.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Matritze (14) der Spritzdüse gegenüber dem Kern (15) der Spritzdüse während des Ausstoßvorganges des gespeicherten the. noplastischen Kunststoffes axial über hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbare Arbeitszylinder (16), wahlweise unter Zwischenschaltung eines Hebelsystems, verschiebbar ist.