DE8805979U1

DE8805979U1 - Vorrichtung zur Herstellung von Strangprofilen aus thermoplastischem Kunststoff durch Extrusion

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Publication number: DE8805979U1
Application number: DE8805979U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-05-05
Filing date: 1988-05-05
Publication date: 1988-10-20

Description

DiPL-PHYS. DR. WALTHER JUNIWS 3 Hannover. WOLFSTRASSE 2« - TE LEFON (0» 11) ·} 4J JO

25. April 1988 Meine Akte: 1006

Dr. Werner Neu, Paradiesfeld 19, 4410 Warendorf 2

Vorrichtung zur Herstellung von Strangprofilen aus thermoplastischem Kunststoff durch Extrusion

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Strangprofilen durch Extrusion aus thermoplastischem Kunststoff, welcher erhitzt durch eine Düse vorgegebenen Querschnitts bewegt wird.

Die Herstellung von Kunststoffprofilen höchster Genauigkeit durch Extrusion bereitet außerordentliche Schwierigkeiten. Diese sind weitgehend auf das Abkühlungsverhalten der Kunststoffe zurückzuführen. Thermoplastische Kunststoffe weisen ein Schwindungsverhalten während des Abkühlvorganges auf, welches insbesondere bei dicken und im Querschnitt ungleichmäßig starken Profilen zu unterschiedlichen Schwindungen der äußeren Abmessungen des Profiles führt. Insbesondere bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten lasse" sich aus diesem Grunde hochexakt hergestellte Profile nicht herstellen.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technnik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei möglichst hohen Produktionsgeschwindigkeiten Profilstränge hochexakt her-

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zuste1len.

Die Erfindung besteht darin, daß in einem ersten Extruder ein Strangprofil von kleineren Querschnittsdimensionen hergestellt wird, daß dieses Strangprofil bis in sein Inneres soweit abgekühlt wird, daß keine Schrumpfungen oder sonstigen Forrnveränderungen mehr durch Abkühlung erfolgen, daß anschließend die Oberfläche dieses Profiles bis über die Erweichungstemperatur erhitzt wird und anschließend dieses Strangprofil durch die Extrusion von weiterem Kunststoff ummanteIt wird.

Mit diesem Verfahren lassen sich Profile höchster Genauigkeit bei großen Produktionsgeschwindigkeiten herstellen. Das in einem ersten Extruder hergestellte Strangprofil von kleineren Querschnittsdimensionen wird dabei ohne jede Rücksichtnahme auf Formveränderungen durch Schwindungen hergestellt. Es ist lediglich darauf zu achten, daß dieses zuerst und als Halbprodukt hergestellte Strangprofil von kleineren Querschnittsdimensionen lunkerfrei hergestellt wird. Dieses Halbprodukt wird nach dem Produktionsprozeß so weit heruntergekühlt, daß es bis in innerste Bereiche soweit abgekühlt ist, daß keine Schrumpfungen mehr durch weitere Abkühlung erfolgen. Die anschließend auf dieses Strangprofil durch Extrusion von weiterem Kunststoff aufgebrachte Ummantelung ist eine relativ dünne und auch eine relativ gleichmäßig starke Schicht. Bei derartig dünnen Schichten sind natürlich auch hier auftretende Schrumpfungen derart gering, daß sie kaum wahrnehmbar sind. Dieser Ummantelung wird ein besonders fester Sitz auf dem Halberzeugnis hergestellten ersten Strangprofil dadurch gesichert, daß die Oberfläche des als Haiberzeugnis hergestellten und zuvor durch und durch abgekühlten Strangprofiles wieder bis auf die Erweichungstemperatur bzw. Schmelztemperatur erhitzt worden ist. Nach dieser Methode

Hergestellte Strangprofile zeichnen sich durch höchste Genauigkeit aus, sie können mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten hergestellt werden, sie sind bei ihrer Herstellung zu Monolithen geworden.

Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Ummantelung in mehreren Stufen in mehreren Extrusionsköpfen unter Zwischenschaltung von Kühlstufen erfolgt. Diese Herstellungsmethode wird man dort anwenden, wo besonders dickwandige Profile Mit höchster Genauigkeit'^ihrenAbmessungen in schnellen Produktionsverfahren nergestellt werden sollen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Profilsträngen nach diesem Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Düse des Extruders geringere Querschnittsdimensionen als die des gewünschten Produktes aufweisen, daß dieser Düse eine Kühlstrecke nachgeschaltet ist, daß der Kühlstrecke eine Erhitzungszone für die äußere Oberfläche des hergestellten Stranges nachgeschaltet ist, und daß hinter dieser Erhitzungszone der Spritzkopf eines weitert/i Extruders angeordnet ist, der eine Düse für die Ummantelung des Stranges aufweist, deren Querschnittsdimensionen für die Herstellung der Querschnittsdimensionen des Endproduktes geeignet sind oder diese aufweisen.

Die Durchführung dieses Herstellungsverfahrens erfordert iwar zwei hintereinander geschaltete Extruder, wenn der Profilstrang endlos hergestellt werden soll, dieser Aufwand lohnt sich jedoch, wenn man berücksichtigt, daß mit dieser Vorrichtung Profilstränge hergestellt werden können, die bisher mit einem einzigen Extruder nicht hergestellt werden konnten. Der hergestellte Profilstrang zeichnet sich durch sehr exakte Abmessungen und durch Lunkerfreiheit aus, er ist mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten herstellbar.

Vorteilhaft ist es, daß die Erhitzungszone durch mindestens einen Kanal gebildet wird, in welchem ein heißes, vorzugsweise gasförmiges Medium fließt und wirbelt.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Kühlstrecke durch einen Kanal gebildet wird, in welchem ein vorzugsweise flüssiges Kühlmedium fließt und wirbelt.

Energetisch ist es besonders vorteilhaft, wenn die Erhitzungszone und die Kühlstrecke jeweils durch einen geschlossenen Ringkanal gebildet sind, daß in dem Ringkanal der Erhitzungsstrecke ein Heizaggregat für das Heizmedium und in dem Ringkanal der Kühlstrecke ein Kühlaggregat angeordnet ist und wenn zwischen Kühlaggregat und Heizaggregat eine Wärmepumpe angeordnet ist.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild.

In dem Extruder 1 mit dem Fülltrichter 2, dem Antrieb 3 und dem Spritzkopf 4 wird ein Strangprofil 5 hergestellt, welches durch die Kühlzone 6 geführt wird. Nach vollständiger Abkühlung des Profilstranges 5 in der Kühlzone 6 bis in den Kern des Stranges 5 hinein wird die äußere Oberfläche des juanges 5 in der Erhitzungsvorrichtung 7 erhitzt, bis die Oberfläche über die Erweichungstemperatur bis an die Schmelztemperatur heran erhitzt worden ist. Unmittelbar an die Erhitzungsvorrichtung 7 schließt sich der Spritzkopf 8 eines weiteren Extruders 9 an, in wele* ,ii Kunststoff material aufgeschmolzen ist. Dieses aufgesch* 1-zene Kunststoffmaterial wird in dem Spritzkopf £ _.« den Strang 5 herumgespritzt, so daß es eine Ummanteilung bil-

det. Der in dieser Weise ummantelte Strang 5 verläßt den Spritzkopf 8 als Produktstrang 12, welcher hochgenau die Abmessungen der Düse des Spritzkopfes 8 aufweist und sich dadurch auszeichnet, daß er diese Dimensionen auch beim Abkühlen behält. Die Abkühlung dieses Produktstranges 12 geht sehr viel schneller vor sich als bei herkömmlichen Anlagen, weil der Kern dieses Produktstranges 12 bereits kalt ist und die Wärme aus der Ummantelung nicht nur nach außen hin abgeführt wird, sondern auch in den Produktstrangkern eintritt.

In der Kühlzone 6 wird als Kühlmedium zweckmäßigerweise eine Kühlflüssigkeit verwendet, die ständig durch den Kanal 10 cirkuliert, in welchem sich ein Kühlaagregat 11 befindet. Der Kanal 10 und die Kühlzone 6 bilden zusammen einen Ringkanal .

In der Erhitzungsvorrichtung 7 wird zweckmäßigerweise Luft als Medium für die Erhitzung der Oberfläche des Stranges 5 verwendet. Diese cirkuliert durch den Kanal 12, in welche eine Heizvorrichtung 13 eingebaut ist. Die Erhitzungsvorrichtung 7 und der Kanal 12 bilden zusammen einen Ringkanal für die Cirkulation des Heizmediums.

Die in dem Kühlaggregat 11 beim Kühlen freigesetzte Wärme wird zweckmäiiigerweise durch eine Wärmepumpe 14 der Heizvorrichtung 13 zugeführt. Hierzu dienen Kanalpaare 14, 15, durch die Trägerflüssigkeiten fließen.

Liste der Bezugszeichen:

1	Extruder
2	Fülltrichter
3	Antrieb
4	Spritzkopf
5	Strang
6	Kühlzone
7	Erhitzungsvorrichtung
8	Spritzkopf
9	Extruder
iO	Kanal
11	Kühlaggregat
12	Kanal
13	Heizvorrichtung
14	Kanal
15	Kanal

Claims

Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Profilsträngen aus Kunststoff durch Extrusion durch eine Düse eines Extruders, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse des Extruders geringere Querschnittsdimensionen als die des gewünschten Produktes aufweist, daß dieser Düse eine Kühlstrecke nachgeschaltet ist, daß der Kühlstrecke eine Erhitzungszone für die äußere Oberfläche des Stranges nachgeschaltet ist, und daß hinter dieser Erhitzungszone der Spritzkopf eines weiteren Extruders angeordnet ist, der eine Düse für die Ummantelung des Stranges aufweist, deren Quer- -chnittsdimensionen für die Herstellung der Querschnittsdimensione.t des Endproduktes geeignet sind oder diese aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzungszone durch mindestens einen Kanal gebildet wird, in welchem ein heißes, vorzugsweise gasförmiges Medium fließt und wirbelt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlstrecke durch einen Kanal gebildet wird, in welchem ein vorzugsweise flüssiges Kühlmedium fließt und wirbelt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzungszone und die Kühlstrecke jeweils durch

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einen geschlossenen Ringkanal gebildet sind, daß in dem Ringkanal der Erhitzungsstrecke ein Heizaggregat für das Heizmedium, in dem Ringkanal der Kühlstrecke ein Kühlaggregat angeordnet ist,

und daß zwischen Kühlaggregat und Heizaggregat eine Wärniepumpe angeordnet ist.