DE932866C

DE932866C - Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von kalibrierten Profilen

Info

Publication number: DE932866C
Application number: DEB19282A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Beck; Hans-Rudolf Dr-Ing Jacobi
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1952-02-29
Filing date: 1952-02-29
Publication date: 1955-09-12

Description

Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von kalibrierten Profilen Es ist bekannt, aus thermoplastischen Kunststoffen mit Hilfe von Schneckenspritzmaschinen Rohre, Profile und Vollstäbe herzustellen. Das Verfahren ist verhältnismäßig einfach, wenn hochviskose M.assen, wie unplastifizierte's Polyvinylchlorid oder Celluloseacetat, durch Strangspritzen verformt werden, da solche Massen bei der Verformungstemperatur genügend beständig sind. Um den stranggespritzten Teilen genau die gewünschte Form zu geben, sind auch verlängerte einteilige Formdüsen in Gebrauch, die unmittelbar an das Mundstück der Strangspritzmaschine oder in kurzem Abstand davon angebracht werden.
Es ist weiterhin bekannt, Hohlprofile aus thermoplastischen Kunststoffen durch Luft, Gase oder Dampf in noch nicht vollständig erstarrtem Zustand aufzublähen oder zu dünnen Schläuchen aufzublasen. Zur rascheren Erstarrung der stranggespritzten Formteile werden diese in der Regel durch ein Kühlbad geführt, nachdem sie die Formdüse verlassen haben.
Man hat auch schon vorgeschlagen, die Kalibrierung von Hohlprofilen mit Stauscheiben vorzunehmen, die in gewissen Abständen hintereinander angeordnet sind, wobei gleichzeitig im Innern der Hohlprofile ein Gasüberdruck aufrechterhalten wird.
Bei der Herstellung von dünnwandigen Schläuchen aus Polyäthylen hat man auch schon den aus dem Mundstück einer Spritzmaschine austretenden Schlauch mit Luft gekühlt, die aus ringförmig angeordneten regelbaren Düsen ausgeblasen wurde.
Diese Verfahren versagen aber, wenn man aus thermoplastischen Massen mit einem sehr engen Erweichungsbereich kalibrierte Profilkörper strangspritzen will, da diese thermoplastischen Massen bei der Erwärmung sehr rasch aus dem festen Zustand in eine niedrigviskose Schmelze übergehen und umgekehrt bei der- Abkühlung aus einer niedrigviskosen Schmelze ohne längeres Verharren in hochviskosem Zustand erstarren. Zu diesen Massen gehören z. B. Polyami-de, Polyäthylen, stark weichgemachtes Polyvinylchlorid u. dgl.
(;egenstand der Erfindung ist nun eine Vorrichtung, mit deren Hilfe man thermoplastische Kunststoffe mit Strangspritzmaschinen auch in Form von niedrigviskosen Schmelzen kontinuierlich zu kabibrierten Profilen, z. B. Volistäben, Rohren, Schläuchen u. dgl., verarbeiten kann. Bei dieser Vorrichtung sind, in der Spritzrichtung gesehen, hinter dem Mundstück KD eine Kalibrierdüse KD und ein Kalibrilerrohr KR sowohl vom Mundstück als auch unter sich im Abstand voneinander getrennt angeordnet. Der Querschnitt des Mundstücks VD ist dabei größer und derjenige des Kalibrierrohres KR kleiner als der Querschnitt der Kalibrierdüse KD. Zwischen dem Mundstück VD und der Kalibriervorrichtung VD, KR ist in bekannter Weise eine Vorrichtung LR zum regelbaren Kühlen der ausgespritzten Massive vorgesehen.
Wegen der Buchstabenbezeichnungen wird auf das Beispiel und die Abbildung verwiesen, wo die Erfindung näher erläutert ist.
Die Kalibriereinrichtungen können beheizt oder gekühlt werden und sollen zweckmäßig verschiebbar sein. Zwischen dem Querschnitt des Kalibrierrohres und dem Quers,chnitt der Mundstücksöffnung der Spritzmaschine soll zweckmäßig mindestens das Verhältnis 1 2 bestehen. Als günstigstes Q-uerschnittsverhältnis hat sich I :4 ergeben.
Die Vorrichtung ist vorzugsweise zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen mit einem engen Erweichungsbereich, wie Polyäthylen oder Polyamiden, geeignet. Man kann mit dieser Vorrichtung aber auch andere thermoplastische Kunststoffe, die einen weiten - Erweichungsbereich besitzen, wie Polystyrol, verarbeiten, wenn aus besonderen Gründen, z. B. zur Erzielung besserer mechanischer Eigenschaften, eine hohe Verarbeitungstemperatur erwünscht ist.
Beim Durchgang durch die Kalibriervorrichtung erhalten die gespritzten Massen ihre endgültige profilierte Form und werden, je nach den Querschnittsverhältnissen des Profils, entweder gleichzeitig mit der K.alibrierung oder, daran anschließend durch eine ein- oder mehrstufige Abkühlung vollständig zum Erstarren gebracht.
Bei der Herstellung von Hohlprofilen, z. B.
Rohren, wird zweckmäßig im Innern des Hohlkörpers ein geringer und feinregelbarer Überdruck aufrechterhalten. Zur Ausübung des Druckes kann man z. B. komprimierte Luft, Stickstoff oder andere Gase bzw. Wasserdampf verwenden. Der Überdruck soll etwa I bis 100 Torr je nach der Wandstärke des Hohlprofils betragen. Für die Feinregulierung des Druckes ist es zweckmäßig, in die Rohrleitung R für die Zuführung des Gases ein Rohrstück FR mit Löchern in der Rohrwand einzubauen, wobei durch Verstellen einer tSberwurfmutter der Querschnitt der freiliegenden oeffnungen verändert werden kann Durch diese einfache Vorrichtung ist eine sehr genaue Einstellung des erforderlichen Überdruckes möglich. Die Einhaltung eines konstanten und bestimmten Überdruckes ist sehr wichtig, da bereits geringe Druckschwankungen erhebliche Ungleichmäßigkeiten der Hohlkörper bewirken.
D.as nachstehende Beispiel dient zur weiteren Erläuterung der neuen Vorrichtung.
Beispiel In der- Abbildung ist S eine Schneckenspritzmaschine mit dem Mundstück oder der Vorformdüse VD. In dem auf I80° erhitzten Zylinder der Maschine S wird Polyäthylen aufgeschmolzen und durch die auf IIoO aufgeheizte Vorformdüse VD als Hohlprofil ausgespritzt. Die Düse VD besitzt einen Dorn, der in üblicher Weise gegenüber dem äußeren Ringstück verstellt werden kann. Das aus der Düse austretende Polyäthylen hat eine Temperatur von 150 bis I600 und wirdidurch gelochte Ringelemente LR, durch welche kalte oder vorgewärmte Luft oder Stickstoff in einstellbarer Weise geblasen wird, so weit abgekühlt, daß es beim Eintritt in die erste Kalibrierdüse KD eine Oberflächentemperatur von 120 bis I300 hat. Die Kalibrierdüse KD wird durch Wasser gekühlt und auf etwa 30 bis 600 gehalten. Der Durchmesser des Hohlstrangs aus dem noch nicht vollständig erstarrten, jedoch bereits standfest gewordenen Polyäthylen muß beim Einlaufen in die Kalibrierdüse KD etwas größer sein als die Bohrung von Kp. Ist der Strangdurchmesser zu groß, dann bilden sich unerwünschte Falten oder infolge mitgerissener Luft oberflächliche Einfallstellen, ist er zu klein, dann ist die Kalibrierdüse unwirksam. Nach Austritt aus der Kalibrierdüse K-D läuft der Polyäthylenstrang durch ein Wasserbad KB von 20 bis 600 und dann durch ein beliebig verstellbares Kalibrierrohr KR, das den zweiten Teil der Kalibriervorrichtung darstellt und wegen der Schrumpfung des Polyäthylens etwas größer sein muß als der endgültige Durchmesser des herzustellenden Rohres. Das Rohr KR ist längs seiner Achse mit zahlreichen Bohrungen versehen und liegt in dem Kühlbad KB. Das durch die Bohrungen eintretende Kühlwasser wirkt als Schmiermittel zwischen Kalibrierrohr und Polväthylenrohr und verhindert das AnkIeben des Polyäthylens. Nach Verlassen des Kühlbades ist das Polyäthyienrohr vollständig erstarrt und kann; z. B. mit zwei angetriebenen Walzen A, zwischen denen es unter leichtem Druck hindurchläuft, gleichmäßig abgezogen werden.
Um die Schwankungen des Außendurchmessers des Polyäthylenrohres auf ein Minimum hérabzusetzen, wird durch den Dorn in der Vorformdüse VD ein Rohr R eingeführt, durch das Stickstoff eingeblasen wird. Der Stickstoffüber:druck soll zweckmäßig nur einige Torr betragen und wird mit einem DurchflußmesserFV kontrolliert.
Der vorgespannte Stickstoff wird durch ein FilterF geführt und in einem Reduzierventil RV entspannt.
Der Stickstoff geht dann durch die Flüssigkeits- vorlage FV und tritt nachher in das Rohr R ein, das an einer Stelle Öffnungen besitzt, durch die ein Teil des Gases nach außen entweichen kann. Als Feinregeivorrichtung FR dient eine Mutter, durch deren Verstellung man die Öffnungen in der Rohrwand mehr oder weniger verschließen kann. Der in dem Rohr verbleibende Stickstoff gelangt in das Innere des niedrigviskosen Polyäthylenrohres. Der Druck in dem Polväthylenrohr kann mit Hilfe der Feinregulierung FR sehr konstant eingestellt werden, so daß es gelingt, beliebig lange Rohrstücke mit einer sehr geringen Toleranz herzustellen. Es ist z. B. möglich, ein Polyäthylenrohr von Il mm Außendurchmesser und 8 mm Innendurchmesser mit einer Abweichung des Außendurchmessers auf IOO m Länge um weniger als + 0,1 mm herzustellen. Die Vorrichtung soll dabei zweckmäßig folgende Abmessungen haben: VD 22 mm Düsendurchmesser, I6 mm Dorndurchmesser, JCD 12,5 mm Durchmesser, KR II,5 mm Durchmesser.
DieAbständea bis d (s. Abb.) können sein: a 350 bis 400 mm bei vier bis sechs Ringdüsen LR, b 40 bis 50 mm, c 400 mm, d 1200 mm.

Claims

PATENTANS PR ÜCHE: I. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von kalibrierten Profilen aus niedrigviskosen Schmelzen von thermoplastischen Kunststoffen mit einem sehr engen Erweichungsbereich unter Verwendung einer Strangspritzmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spritzrichtung gesehen, hinter dem Mundstück (VD) eine Kalibrierdüse (KD) und ein Kalibrierröhr (KR) sowohl von ersterem als auch unter sich im Abstand voneinander getrennt angeordnet sind, wobei der Querschnitt des Mundstücks (VD) größer und derjenige des Kalibrierrohres (KR) kleiner als der Querschnitt der Kalibrierdüse (KD) ist, und daß zwischen dem Mundstück (VD) und der Kalibriervorrichtung (VD, KR) in bekannter Weise eine Vorrichtung (LR) zum regelbaren Kühlen der ausgespritzten Masse vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung von Hohlprofilen in eine Zuführungsleitung (R) für das im Innern des Hohlprofils durch das Mundstück (VD) einzuführende Gas ein Rohrstück (FR) mit Löchern in der Rohrwand eingebaut ist, deren Querschnitte durch Verstellen einer Überwurfmutter zur Feinregulierung des Gasüberdruckes veränderbar sind.

Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 579 815, 2 423 260, 2 529 897.