EP2509766A1 - Koextrusionsadapter - Google Patents

Koextrusionsadapter

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Publication number
EP2509766A1
EP2509766A1 EP10788259A EP10788259A EP2509766A1 EP 2509766 A1 EP2509766 A1 EP 2509766A1 EP 10788259 A EP10788259 A EP 10788259A EP 10788259 A EP10788259 A EP 10788259A EP 2509766 A1 EP2509766 A1 EP 2509766A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coextrusion
channel
housing
central channel
thermoplastic materials
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10788259A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bianca Lauwers
Achim Kaun
Helmut Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Original Assignee
Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik filed Critical Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority to EP10788259A priority Critical patent/EP2509766A1/de
Publication of EP2509766A1 publication Critical patent/EP2509766A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/16—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers
    • B29C48/18—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers
    • B29C48/21—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers the layers being joined at their surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/49—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using two or more extruders to feed one die or nozzle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C48/305—Extrusion nozzles or dies having a wide opening, e.g. for forming sheets
    • B29C48/307—Extrusion nozzles or dies having a wide opening, e.g. for forming sheets specially adapted for bringing together components, e.g. melts within the die
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels

Definitions

  • the invention relates to a device for producing multilayer composites of thermoplastic materials, comprising a coextrusion adapter through which the thermoplastic materials can flow, with an inlet opening and an outlet opening, in which the thermoplastic materials are brought together in layers.
  • thermoplastic materials which usually also come from a number of extruders, for example in the context of the production of films, plates and sheets.
  • the individual thermoplastic materials are guided together as thermoplastic melts in the coextrusion adapter in the desired layer layer and subsequently fed to an extrusion tool for producing the multilayer composite.
  • the thermoplastic material flowing in the central channel forms at least one inner layer and the thermoplastic materials supplied via the coextrusion channels are arranged on the outside.
  • coextrusion adapters examples include the subject of DE-OS 37 41 793, DE 197 57 827 A1 and EP 1 621 320 A1.
  • the coextrusion adapters described therein are characterized by the fact that one can influence the layer distribution from the outside during the operation of the system.
  • CONFIRMATION COPY Position takes place via multi-part adjusting elements. This is absolutely necessary for very high-quality products, however, requires highly complex and thus expensive coextrusion adapter. A structurally simpler coextrusion adapter is the subject of US-A-3,743,460.
  • a device of the type mentioned is known in which a coextrusion adapter is provided with a housing with a central channel and in the central channel opening coextrusion channels.
  • the central channel has a receiving bore extending therethrough into which a coextrusion bolt can be inserted, which in turn has a channel bore continuing the central channel (11) and partially forms a partial section of the at least one coextrusion channel between its outer surface and the wall of the receiving bore.
  • the object of the invention is to propose a device that is inexpensive to manufacture and nevertheless flexible and quickly adaptable to different production conditions, which also enables a high product quality.
  • the coextrusion adapter with a structure of modularly stacked housings each having a central channel arranged in the housing and at least one coextrusion channel opening into the respective central channel, wherein the central channels of the modularly stacked housing continue each other and the central channel and the Coextrusion channels in the direction of the outlet opening of the thermoplastic materials are flowed through and each housing further comprises a central channel passing through the receiving bore, in which a coextrusion bolt is used, in turn, has a central channel continuing the channel bore and partially between its outer surface and the wall of the receiving bore a Part of the at least one coextrusion channel forms.
  • the number of thermoplastic materials which can be brought together in layers in the device can thus be varied as desired.
  • another housing is added modularly to the previous housing, which increases the number of layers accordingly. For example, with a housing up to three, with two housing up to five, with three housing up to seven and with four housing up to nine layers can be added to each other, whereby this number can be further increased by corresponding further modular stacked housing.
  • an existing coextrusion adapter can be reduced by removing individual housings even in its maximum processable number of layers.
  • the central channel formed in the respective housing is preferably transversely interrupted by the penetrating receiving bore, but is continued with the coextrusion bolt through its channel bore, so that formed between the inlet opening and the outlet opening of the housing a continuous and in a subsection extending through the coextrusion central channel in the housing is, by which thermoplastic material can flow in the course of the production of multilayer composites.
  • the coextrusion is formed such that at least partially between its outer surface and the wall of the receiving bore is given a certain distance, which forms a portion of the at least one Koextrusionskanals.
  • thermoplastic material flowing through the central bore and at least in one subsection through the channel bore of the coextrusion bolt serves to form at least one middle layer, while the thermoplastic material which is supplied via the coextrusion channel and at least partially between the outer surface of the coextrusion bolt and the wall the receiving bore is guided, the formation of at least one outer layer, for example, serves a cover layer of the multilayer composite to be produced.
  • the channel bore in the coextrusion bolt and / or the subsection of the at least one coextrusion channel which runs between the wall of the receiving bore and the outer surface of the coextrusion bolt have a cross section whose shape is viewed in the direction of the outlet opening circular to rectangular shape changes.
  • the coextrusion also serves to transfer the first usually supplied in a channel with round cross-section melt of the thermoplastic material into a rectangular cross-sectional stream, which is then extruded for the production of films, plates or sheets from a slot die with such moderate rectangular cross-section.
  • a coextrusion channel is formed on both sides of the central channel of each modular housing, so that three layers per housing can be obtained, namely two outer layers via a coextrusion channel and an inner layer via the central channel.
  • the at least one coextrusion channel is equipped with an adjusting device for the prevailing flow cross section in order to be able to further influence the layer thickness, which is formed from the thermoplastic material supplied via the coextrusion channel.
  • an adjusting device can be formed, for example, by a bolt which partially penetrates the coextrusion channel and which acts as a throttle device and can be contoured differently in its region penetrating the coextrusion channel.
  • a correspondingly contoured bolt can also a complete closure of a coextrusion channel can be effected in order to obtain further variations of the number of layers and their positioning.
  • the formation of a three-layer composite is possible. If more than three layers within the composite to be produced are desired, due to the modular design according to the invention, several such housings with a co-extrusion bolt are stacked on top of one another such that the respective central channels continue each other.
  • a maximum three-layered composite is first produced in the first housing, which is then fed together to the second housing in its central channel, so that up to two further layers can be externally applied to the previously produced three-layer composite.
  • a multi-layered melt strand with, for example, 4, 5, 6, 7, 8, 9, etc. layers, which are finally fed to a tool which is connected downstream of the coextrusion adapter.
  • the housings which can be stacked modularly in any meaningful number, have suitable connecting and sealing means on the facing joining surfaces in order to be able to couple them modularly to form a coextrusion adapter of the desired number of layers.
  • an adapter plate for connection of feed devices for the thermoplastic materials can additionally be provided in the region of the inlet openings of the central channel and the at least one coextrusion channel, which can be exchanged in order to replace the
  • Figure 1 is a vertical section through a first embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 2 shows a vertical section through the first embodiment of the coextrusion adapter according to the invention in a sectional plane rotated by 90 ° with respect to FIG. 1;
  • FIG. 3 is a perspective view of the coextrusion adapter according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 4 shows a vertical section through a second embodiment of the coextrusion adapter according to the invention; a vertical section through the second embodiment of the coextrusion according to the invention in a comparison with Figure 4 rotated by 90 ° cutting plane; the coextrusion adapter according to the invention according to the second embodiment in a perspective view; a side view of a bolt according to an embodiment of the invention;
  • FIG. 7b shows the section A-A in FIG. 7a
  • Figure 8 is a side view of a bolt in a second embodiment of the invention.
  • a coextrusion adapter can be seen from FIGS. 1 to 3, which serves to form a multilayer composite of thermoplastic materials in a tool (not shown here and downstream of the coextrusion adapter 1), for example a slot die for producing films, plates or sheets.
  • the coextrusion adapter 1 comprises a plurality of melt lines 3, 5, 6 with respective melt channels 30, 50, 60 through which a respective melt of the thermoplastic material is fed to the coextrusion adapter 1 in the direction of flow of extruders, not shown ,
  • the respective supplied melts are deflected in designated by reference numerals 20, 21 deflection channels within an angle connection piece 2 from the original feed direction in a directed to a housing 10.1 flow direction and then enter the marked with reference numeral 10.1 housing, which like the other parts of Coextrusion adapter 1 is heated by external heaters 15 to a suitable temperature for the transport of the thermoplastic melts.
  • the deflection channel 20 opens via an inlet opening 110 into a central channel 11 formed inside the housing 10.1, while the two deflection channels 21 open into coextrusion channels 12 which continue correspondingly in the housing 10.1.
  • Both the central channel 11 and the two coextrusion channels 12 are spaced from a horizontal, i. transversely to the flow direction (here vertically downwards) extending receiving bore 100 passes, which extends transversely through the housing 10.1.
  • a co-extrusion bolt 13 is sealingly inserted, which in turn has a diametrically extending through the co-extrusion bolt 13 channel bore 130 which is aligned so that it continues the central channel 11 in the direction of the outlet opening 111 thereof and thus a portion of the central channel 11 forms.
  • the design of the channel bore 130 is selected so that its cross section, starting from the inlet 110 facing the end to the outlet opening 111 facing the end of an initially circular shape changes into a rectangular shape and in so far on the Melting channels 30, 20 in the central channel 11 incoming stream of thermoplastic material is transferred from a first cylindrical into a cuboid strand, which subsequently passes from the central channel 11 via an outlet opening 111 in a downstream tool connection part 4 with a corresponding melt channel 40.
  • the bolt which has a cylindrical shape outside the penetration area of the central channel 11 and coextrusion channels 12 and completely fills the channel bore 130, is contoured and shaped in the region of its outer surface 131 on both sides of the central channel 11 in the region of the coextrusion channels 12 penetrated by the receiving bore 100 in that a gap or gap exists to the wall of the receiving bore 100, so that this gap forms a partial section 120 of the coextrusion channels 12 and to this extent continues the coextrusion channel 12 penetrated by the receiving bore 100.
  • the cross-sectional configuration is selected so that the initially circular cross section of the section 120 of the at least one coextrusion channel 12 is gradually converted into a rectangular cross section, so that the melt guided in the coextrusion channels 12 undergoes such a change in cross section.
  • the partial sections 120 of the respective coextrusion channels 12 formed between the outer surface 131 of the coextrusion bolt 13 and the wall of the receiving bore 100 enter the central channel 11, exactly at the point at which the thermoplastic guided via the channel bore 130 in the coextrusion bolt 13 Material leaves the channel bore 130 in the direction of the outlet opening 111 of the central channel, so that the guided over the sections 120 thermoplastic materials on both sides outside of the thermoplastic material from the channel bore 130 are placed.
  • a three-layer composite is produced, which passes together via the outlet opening 111 in the melt channel 40 in the tool connection part 4 and is fed from there to the tool, not shown here.
  • the guided in the channel bore 130 thermoplastic material forms the inner layer and the two in the coextrusion channels 12 and 120 guided thermoplastic materials each cover or outer layers of the multilayer composite.
  • the representation according to FIG. 1 also shows that, to influence the flow cross-section and thus the thickness profile, the adjusting elements which are supplied via the coextrusion channels 12 and 120, respectively, are adjusting means in the form of the bolts 14 partially penetrating the co-extrusion channel 12 in the section 120 have a corresponding according to the production order and the rheology of thermoplastic materials used corresponding outer contour and serve as a throttle point. These can also be rotated from the outside about their own axis in order to obtain a certain adjustment margin. It can be seen from FIGS. 7a and 7b that the essentially cylindrical pin 14 has a region 140 which projects back over a partial circumference and over which the corresponding thermoplastic material flows in the coextrusion channel 12. Depending on the rotational position or orientation of the region 140, different flow cross sections are thus obtained.
  • the bolt 14 which can be seen in FIG. 8 and which can be used instead of the bolt 14 of FIGS. 7a and 7b, it is possible to completely close a coextrusion channel 12, so that the number of layers in the housing 10.1 is correspondingly reduced, e.g. from three to two layers.
  • the bolt 4 according to FIG. 8 has a continuously cylindrical cross-section and fills the associated receiving bore in the housing 10. 1 completely.
  • coextrusion bolt 3 As shown in FIGS. 1 and 2, and against another coextrusion bolt 13 with an adapted cross-sectional configuration in the region of the channel bore 130 and / or External surface 131 to exchange, for which the coextrusion 13 is easily accessible from the outside 1 of the coextrusion adapter, see Figure 3.
  • coextrusion bolts 13 are mechanically simple to manufacture and can be exchanged within a short changeover time in the coextrusion adapter 1.
  • FIGS. 4 to 6 show an embodiment of the coextrusion adapter which is modified compared with the preceding exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3 and is characterized by a larger number of the layers to be processed.
  • a receiving bore 100.1 or 100.2 is respectively provided, in which a corresponding coextrusion 13.1, 13.2 is used according to the preceding explanations.
  • the first housing 10.1 viewed in the flow direction has, in addition to the central channel 11 and the two coextrusion channels 12.1, coextrusion channels 12.2 which do not yet open into the central channel 11 within the housing 10.1, but in the downstream housing 10.2. are continued and placed there along the outer circumference of the co-extrusion bolt 13.2 used as outermost layers on the guided in the central channel 11 layer sequence.
  • This guidance of the coextrusion channels 12.2 is the only structural difference from the housing 10.2.
  • an initially three-layer composite formed from the melt channels 30, 20 brought inner layer and the two externally applied layers from the coextrusion channels 12.1 enters the central channel 11 of the second housing 10.2 from the first housing 10.1 from the outlet opening and is there through the channel bore 130 of the local Koextrusionsbolzens 13.2 passed together, on the other hand via the coextrusion channels 12.2 two further and then used as the outermost or outer layers outer layers on the thus guided in the coextrusion channel 130 three-layer precoat be applied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung mehrschichtiger Verbünde aus thermoplastischen Materialien, umfassend einen von den thermoplastischen Materialien durchströmbaren Koextrusionsadapter (1) mit einer Einlassöffnung (110) und einer Auslassöffnung (111), in welchem die thermoplastischen Materialien schichtweise zusammengeführt werden, wobei der Koextrusionsadapter (1) einen modularen Aufbau aus mehreren modular aufeinander gestapelten Gehäusen ((10.1, 10.2) mit jeweils einem in dem Gehäuse (10.1, 10.2) angeordneten Zentralkanal (11) sowie mindestens einem in den jeweiligen Zentralkanal (11) einmündenden Koextrusionskanal (12) aufweist, wobei die Zentralkanäle (11) der aufeinandergestapelten Gehäuse (10.1, 10.2) einander fortsetzen und der Zentralkanal (11) und die Koextrusionskanäle (12) in Richtung der Auslassöffnung (111) von den thermoplastischen Materialien durchströmbar sind und jedes Gehäuse (10.1, 10.2) ferner eine den Zentralkanal (11) durchsetzende Aufnahmebohrung (100) aufweist, in welche ein Koextrusionsbolzen (13) einsetzbar ist, der seinerseits eine den Zentralkanal (11) fortsetzende Kanalbohrung (130) aufweist und bereichsweise zwischen seiner Außenoberfläche (131) und der Wandung der Aufnahmebohrung (100) einen Teilabschnitt des mindestens einen Koextrusionskanals (12) bildet.

Description

Koextrusionsadapter
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung mehrschichtiger Verbünde aus thermoplastischen Materialien, umfassend einen von den thermoplastischen Materialien durchströmbaren Koextrusionsadapter mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung, in welchem die thermoplastischen Materialien schichtweise zusammengeführt werden.
Derartige Vorrichtungen werden für die Zusammenführung von mehreren thermoplastischen Materialien, die üblicherweise auch aus entsprechend mehreren Extrudern stammen, etwa im Rahmen der Herstellung von Folien, Platten und Tafeln verwendet. Hierbei werden die einzelnen thermoplastischen Materialien als thermoplastische Schmelzen im Koextrusionsadapter in der gewünschten Schichtenlage aufeinander geführt und nachfolgend einem Extrusionswerkzeug zur Herstellung des mehrschichtigen Verbundes zugeführt. Hierbei bildet das im Zentralkanal strömende thermoplastische Material mindestens eine innere Schicht und die über die Koextrusionskanäle zugeführten thermoplastischen Materialien werden außenseitig angeordnet.
Beispiele derartiger Koextrusionsadapter sind Gegenstand der DE-OS 37 41 793, DE 197 57 827 A1 sowie EP 1 621 320 A1. Die dort beschriebenen Koextrusionsadapter zeichnen sich dadurch aus, dass man die Schichtverteilung von außen während des Betriebs der Anlage beeinflussen kann. Die Ver-
BESTÄTIGUNGSKOPIE Stellung erfolgt über mehrteilige Verstellelemente. Dies ist für qualitativ sehr hochwerte Produkte unbedingt erforderlich, bedingt jedoch hoch aufwändige und damit kostenintensive Koextrusionsadapter. Ein konstruktiv einfacherer Koextrusionsadapter ist Gegenstand der US-A- 3 743 460.
Aus der JP 61 241121 A ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der ein Koextrusionsadapter mit einem Gehäuse mit Zentralkanal sowie in den Zentralkanal einmündenden Koextrusionskanälen vorgesehen ist. Der Zentralkanal weist eine diesen durchsetzende Aufnahmebohrung auf, in welche ein Koextrusionsbolzen einsetzbar ist, der seinerseits eine den Zentralkanal (11) fortsetzende Kanalbohrung aufweist und bereichsweise zwischen seiner Außenoberfläche und der Wandung der Aufnahmebohrung einen Teil- abschnitt des mindestens einen Koextrusionskanals bildet. Mit einem solchen Koextrusionsadapter sind dreischichtige Verbünde herstellbar. Sofern die Schichtenanzahl z.B. auf fünf Schichten erhöht werden soll, wird das Gehäuse des Koextrusionsadapters entsprechend vergrößert ausgeführt, so dass z.B. zwei aufeinander folgende Aufnahmebohrungen für Koextrusionbolzen im Zen- tralkanal angeordnet werden können. Nachteilig bei derartigen Vorrichtungen ist es, dass diese auf die jeweilige im Koextrusionsadapter zusammenführbare Schichtenanzahl festgelegt ist und Änderungen der Schichtenanzahl nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich sind. Dies macht die bekannte Vorrichtung unflexibel und kostenintensiv.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine demgegenüber kostengünstig herzustellende und gleichwohl flexibel und schnell an unterschiedliche Produktionsgegebenheiten anpassbare Vorrichtung vorzuschlagen, die außerdem eine hohe Produktqualität ermöglicht.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß die Ausgestaltung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dem Koextrusionsadapter einen Aufbau aus modular aufeinander gestapelten Gehäusen mit jeweils einem in dem Gehäuse angeordneten Zentralkanal sowie mindestens einem in den jeweiligen Zentralkanal einmündenden Koextrusionskanal zu verleihen, wobei die Zentralkanäle der modular aufeinandergestapelten Gehäuse einander fortsetzen und der Zentralkanal und die Koextrusionskanäle in Richtung der Auslass- Öffnung von den thermoplastischen Materialien durchströmbar sind und jedes Gehäuse ferner eine den Zentralkanal durchsetzende Aufnahmebohrung aufweist, in welche ein Koextrusionsbolzen einsetzbar ist, der seinerseits eine den Zentralkanal fortsetzende Kanalbohrung aufweist und bereichsweise zwischen seiner Außenoberfläche und der Wandung der Aufnahmebohrung einen Teilab- schnitt des mindestens einen Koextrusionskanals bildet.
Durch entsprechende Wahl der Anzahl an modular aufeinander gestapelten Gehäusen, deren Zentralkanäle einander fortsetzen, kann somit die Anzahl der in der Vorrichtung schichtweise zusammenführbaren thermoplastischen Mate- rialien beliebig variiert werden. Sobald die gewünschte Schichtenanzahl die maximale Anzahl an Schichten eines Gehäuses übersteigt, wird ein weiteres Gehäuse an das vorhergehende Gehäuse modular angefügt, wodurch sich die Schichtenanzahl entsprechend erhöht. So können mit einem Gehäuse bis zu drei, mit zwei Gehäuses bis zu fünf, mit drei Gehäuses bis zu sieben und mit vier Gehäuses bis zu neun Schichten aufeinandergefügt werden, wobei sich diese Anzahl durch entsprechend weitere modular aufeinandergestapelte Gehäuse weiter erhöhen lässt. Gleichermaßen kann ein bestehender Koextrusionsadapter durch Entfernen einzelner Gehäuse auch in seiner maximal verarbeitbaren Schichtenanzahl verringert werden. Aufgrund der weitgehenden Übereinstimmung der modularen Gehäuse ist der Fertigungs- und Lagerhaltungsaufwand gering und Produktionsumstellungen lassen sich mit geringen Umbauzeiten und kürzesten Materialwechselverlusten durchführen. Erfindungsgemäß wird der im jeweiligen Gehäuse ausgebildete Zentralkanal von der durchsetzenden Aufnahmebohrung vorzugsweise quer durchbrochen, wird jedoch bei eingesetztem Koextrusionsbolzen durch dessen Kanalbohrung fortgesetzt, so dass zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung des Gehäuses ein durchgängiger und in einem Teilabschnitt durch den Koextrusionsbolzen verlaufender Zentralkanal im Gehäuse ausgebildet ist, durch welchen thermoplastisches Material im Zuge der Herstellung mehrschichtiger Verbünde strömen kann. Darüber hinaus ist der Koextrusionsbolzen derart ausgeformt, dass zumindest bereichsweise zwischen seiner Außenoberfläche und der Wandung der Aufnahmebohrung ein gewisser Abstand gegeben ist, welcher einen Teilabschnitt des mindestens einen Koextrusionskanals bildet. Insofern dient das durch den Zentralkanal und zumindest in einem Teilabschnitt durch die Kanalbohrung des Koexrusionsbolzens strömende thermoplastische Material der Bildung mindestens einer mittleren Schicht, während das thermoplastische Material, welches über den Koextrusionskanal zugeführt wird und zumindest bereichsweise zwischen der Außenoberfläche des Koextrusionsbol- zens und der Wandung der Aufnahmebohrung geführt wird, der Ausbildung mindestens einer äußeren Schicht, z.B. einer Deckschicht des herzustellenden mehrschichtigen Verbundes dient.
Eine Anpassung der jeweiligen Schichtdicken der im Zentralkanal und/oder des mindestens einen Koextrusionskanals geführten thermoplastischen Materials an die jeweiligen Produktgegebenheiten, die verwendeten Rohstoffe und deren Theologische Eigenschaften kann somit in fertigungstechnisch einfacher Weise durch unterschiedlich geformte Koextrusionsbolzen vorgenommen werden, die je nach Anwendungsfall in die Aufnahmebohrung der Gehäuse einsetzbar sind und sich durch unterschiedliche Geometrien im Bereich der Kanalbohrung und/oder der Außenwandung im Bereich des Teilabschnittes des mindestens einen Koextrusionskanals auszeichnen. Nach einem Vorschlag der Erfindung weisen die Kanalbohrung im Koextru- sionsbolzen und/oder der Teilabschnitt des mindestens einen Koextrusions- kanals, welcher zwischen der Wandung der Aufnahmebohrung und der Außenoberfläche des Koextrusionsbolzens verläuft, einen Querschnitt auf, dessen Gestalt sich in Richtung der Auslassöffnung betrachtet von kreisförmiger auf rechteckige Gestalt ändert. Insoweit dient der Koextrusionsbolzen auch der Überführung der zunächst üblicherweise in einem Kanal mit rundem Querschnitt zugeführten Schmelze des thermoplastischen Materials in einen rechteckigen Querschnittsstrom, der sodann zur Herstellung von Folien, Platten oder Tafeln aus einer Breitschlitzdüse mit solchermaßem rechteckigen Querschnitt extrudiert wird.
Unter kreisförmiger Gestalt wird nicht nur eine exakte Kreisform verstanden, sondern auch ähnliche Querschnittsformen, beispielsweise ovale Querschnitts- formen.
Nach einem Vorschlag der Erfindung wird beidseits des Zentralkanals eines jeden modularen Gehäuses jeweils ein Koextrusionskanal ausgebildet, so dass pro Gehäuse drei Schichten erhalten werden können, nämlich zwei Aussen- schichten über je einen Koextrusionskanal und eine Innenschicht über den Zentralkanal.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist der mindestens eine Koextrusionskanal mit einer EinStelleinrichtung für den vorherrschenden Strömungs- querschnitt ausgerüstet, um eine weitere Beeinflussung der Schichtdicke vornehmen zu können, welche aus dem über den Koextrusionskanal zugeführten thermoplastischen Material gebildet wird. Eine solche EinStelleinrichtung kann beispielsweise von einem den Koextrusionskanal teilweise durchdringenden Bolzen gebildet sein, der als Drosseleinrichtung fungiert und in seinem den Koextrusionskanal durchdringenden Bereich unterschiedlich konturiert sein kann. Somit ist es auch möglich, durch Verdrehen des Bolzens von außen während des laufenden Betriebs eine gewisse Beeinflussung des Strömungsquerschnittes und damit der Schichtenbildung vorzunehmen, die über den Koextrusionskanal bewirkt wird. Über einen entsprechend konturierten Bolzen kann auch ein vollständiger Verschluss eines Koextrusionskanals bewirkt werden, um weitere Variationsmöglichkeiten der Schichtenanzahl und deren Positionierung zu erhalten. Wie bereist vorangehend erläutert, ist bei Ausgestaltung der modularen Gehäuse des Koextrusionsadapters mit zwei Koextrusionskanälen die Ausbildung eines dreischichtigen Verbundes möglich. Wenn mehr als drei Schichten innerhalb des herzustellenden Verbundes gewünscht sind, werden aufgrund des modularen Aufbaus gemäß der Erfindung mehrere derartige Gehäuse mit ein- gesetztem Koextrusionsbolzen aufeinander gestapelt, derart, dass sich die jeweiligen Zentralkanäle einander fortsetzen. In Strömungsrichtung betrachtet wird somit zunächst im ersten Gehäuse ein maximal dreischichtiger Verbund erzeugt, der sodann dem zweiten Gehäuse in dessen Zentralkanal gemeinsam zugeführt wird, so dass bis zu zwei weitere Schichten außenseitig auf den zuvor hergestellten dreischichtigen Verbund aufgebracht werden können. Durch entsprechend mehrmaliges Hintereinanderschalten kann man so einen vielschichtigen Schmelzestrang mit beispielsweise 4, 5, 6, 7, 8, 9 usw. Schichten erzeugen, der schließlich einem Werkzeug zugeführt wird, welches dem Koextru- sionsadapter nachgeschaltet ist.
Die modular in beliebiger sinnvoller Anzahl aufeinander stapelbaren Gehäuse weisen dazu an den einander zugewandten Fügeflächen geeignete Verbin- dungs- und Abdichtungsmittel auf, um Sie modular zu einem Koextrusions- adapter der gewünschten Schichtenanzahl koppeln zu können.
Zur variablen Schichtverteilung kann darüber hinaus im Bereich der Einlassöffnungen des Zentralkanals und des mindestens einen Koextrusionskanals eine Adapterplatte zum Anschluss von Zuführeinrichtungen für die thermoplastischen Materialien vorgesehen sein, die getauscht werden kann, um die
Schmelzezuordnung zu den Einzelschichten zu ändern.
Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen vertikalen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 2 einen vertikalen Schnitt durch die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Koextrusionsadapters in einer gegenüber Figur 1 um 90° gedrehten Schnittebene;
Figur 3 in perspektivischer Darstellung den Koextrusionsadapter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 4 einen vertikalen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Koextrusionsadapters; einen vertikalen Schnitt durch die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Koextrusionsadapters in einer gegenüber Figur 4 um 90° gedrehten Schnittebene; den erfindungsgemäßen Koextrusionsadapter gemäß der zweiten Ausführungsform in perspektivischer Darstellung; eine Seitenansicht eines Bolzens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Figur 7b den Schnitt A-A in Figur 7a;
Figur 8 eine Seitenansicht eines Bolzens in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Aus den Figuren 1 bis 3 ist ein Koextrusionsadapter ersichtlich, die der Ausbil- dung eines mehrschichtigen Verbundes aus thermoplastischen Materialien in einem hier nicht dargestellten und dem Koextrusionsadapter 1 nachgeordneten Werkzeug, z.B. einem Breitschlitzwerkzeug zur Herstellung von Folien, Platten oder Tafeln dient. Der Koextrusionsadapter 1 umfasst zu diesem Zweck mehrere Schmelzeleitungen 3, 5, 6 mit jeweiligen Schmelzekanälen 30, 50, 60, durch die in der durch Pfeile dargestellten Flussrichtung von nicht näher dargestellten Extrudern eine jeweilige Schmelze aus dem thermoplastischen Material dem Koextrusions- adapter 1 zugeführt wird.
Die jeweils zugeführten Schmelzen werden in mit Bezugsziffern 20, 21 , gekennzeichneten Umlenkkanälen innerhalb eines Winkelanschlussstückes 2 aus der ursprünglichen Zuführrichtung in eine zu einem Gehäuse 10.1 gerichtete Strömungsrichtung umgelenkt und treten dann in das mit Bezugszeichen 10.1 gekennzeichnetes Gehäuse ein, welches wie auch die übrigen Teile des Koextrusionsadapters 1 über außenseitige Heizungen 15 auf eine für den Transport der thermoplastischen Schmelzen geeignete Temperatur temperiert wird.
Der Umlenkkanal 20 mündet hierbei über eine Einlassöffnung 110 in einen innerhalb des Gehäuses 10.1 ausgebildeten Zentralkanal 11 ein, während die beiden Umlenkkanäle 21 in entsprechend sich im Gehäuse 10.1 fortsetzende Koextrusionskanäle 12 einmünden.
Sowohl der Zentralkanal 11 als auch die beiden Koextrusionskanäle 12 werden von einer horizontal, d.h. sich quer zur Strömungsrichtung (hier vertikal nach unten) verlaufenden Aufnahmebohrung 100 durchsetzt, welche sich quer durch das Gehäuse 10.1 erstreckt. In die Aufnahmebohrung 100 ist ein Koextrusions- bolzen 13 abdichtend eingesetzt, der seinerseits eine diametral durch den Koextrusionsbolzen 13 verlaufende Kanalbohrung 130 aufweist, welche so ausgerichtet ist, dass sie den Zentralkanal 11 in Richtung auf die Auslassöff- nung 111 desselben fortsetzt und somit einen Teilabschnitt des Zentralkanals 11 bildet.
Hierbei ist die Gestaltung der Kanalbohrung 130 so gewählt, dass sich deren Querschnitt ausgehend von dem der Eintrittsöffnung 110 zugewandten Ende zu dem der Austrittsöffnung 111 zugewandten Ende von einer zunächst kreisförmigen Gestalt in eine rechteckige Gestalt ändert und insoweit ein über die Schmelzekanäle 30, 20 in den Zentralkanal 11 eintretender Strom des thermoplastischen Materials aus einem zunächst zylindrischen in einen quaderförmigen Strang überführt wird, welcher im Anschluss aus dem Zentralkanal 11 über eine Auslassöffnung 111 in ein nachgeordnetes Werkzeuganschlussteil 4 mit entsprechendem Schmelzekanal 40 übertritt.
Darüber hinaus ist der Bolzen, welcher außerhalb des Durchdringungsbereichs von Zentralkanal 11 und Koextrusionskanälen 12 zylindrische Form aufweist und insoweit die Kanalbohrung 130 vollständig ausfüllt, im Bereich der von der Aufnahmebohrung 100 durchsetzten Koextrusionskanäle 12 beidseits des Zentralkanals 11 im Bereich seiner Außenoberfläche 131 so konturiert und ausgeformt, dass ein Abstand bzw. Spalt zur Wandung der Aufnahmebohrung 100 besteht, so dass dieser Spalt einen Teilabschnitt 120 der Koextrusionskanäle 12 ausbildet und insoweit den von der Aufnahmebohrung 100 durchsetzten Koextrusionskanal 12 fortsetzt. Auch in diesem Bereich ist die Querschnittsgestaltung so gewählt, dass der zunächst kreisförmige Querschnitt des Teilabschnitts 120 des mindestens einen Koextrusionskanals 12 allmählich in einen rechteckigen Querschnitt überführt wird, so dass die in den Koextrusionskanälen 12 geführte Schmelze eine solche Querschnittsveränderung erfährt.
Schließlich münden die zwischen der Außenoberfläche 131 des Koextrusions- bolzens 13 und der Wandung der Aufnahmebohrung 100 ausgebildeten Teilabschnitte 120 der jeweiligen Koextrusionskanäle 12 in den Zentralkanal 11 ein, und zwar exakt an der Stelle, an welcher das über die Kanalbohrung 130 im Koextrusionsbolzen 13 geführte thermoplastische Material die Kanalbohrung 130 in Richtung auf die Auslassöffnung 111 des Zentralkanals verlässt, so dass die über die Teilabschnitte 120 geführten thermoplastischen Materialien beidseits außenseitig auf das thermoplastische Material aus der Kanalbohrung 130 aufgelegt werden. Somit wird ein dreischichtiger Verbund erzeugt, der über die Auslassöffnung 111 gemeinsam in den Schmelzekanal 40 im Werkzeuganschlussteil 4 übertritt und von dort dem hier nicht dargestellten Werkzeug zugeführt wird. Dabei bildet das in der Kanalbohrung 130 geführte thermoplastische Material die Innenschicht und die beiden in den Koextrusionskanälen 12 bzw. 120 geführten thermoplastischen Materialien jeweils Deck- bzw. Außenschichten des mehrschichtigen Verbundes.
Der Darstellung gemäß Figur 1 ist überdies zu entnehmen, dass zur Beeinflus- sung des Strömungsquerschnitts und damit des Dickenprofils der über die Koextrusionskanäle 12 bzw. 120 zugeführten thermoplastischen Materialien EinStelleinrichtungen in Form von den Koextrusionskanal 12 im Teilabschnitt 120 teilweise durchdringenden Bolzen 14 gebildet sind, die eine entsprechend des Produktionsauftrages und der Rheologie der verwendeten thermoplasti- sehen Materialien entsprechende Außenkontur aufweisen und als Drosselstelle dienen. Diese können überdies von außen um ihre eigene Achse gedreht werden, um einen gewissen Einstellspielraum zu erhalten. Aus den Figuren 7a und 7b ist erkennbar, dass der im wesentlichen zylindrische Bolzen 14 einen über einen Teilumfang zurückspringenden Bereich 140 aufweist, über den das ent- sprechende thermoplastische Material im Koextrusionskanal 12 überströmt. Je nach Verdrehposition bzw. Orientierung des Bereichs 140 werden somit unterschiedliche Strömungsquerschnitte erhalten.
Mit einem aus der Figur 8 ersichtlichen und anstelle des Bolzens 14 aus Figu- ren 7a und 7b verwendbaren Bolzens 14 ist es zudem möglich, einen Koextrusionskanal 12 vollständig zu verschließen, so dass die Schichtenanzahl im Gehäuse 10.1 entsprechend reduziert wird, z.B. von drei auf zwei Schichten. Der Bolzen 4 gemäß Figur 8 weist dazu einen durchgängig zylindrischen Querschnitt auf und füllt die zugehörige Aufnahmebohrung im Gehäuse 10.1 voll- ständig aus.
Bei größeren Produktionsumstellungen oder Anpassungen ist es einfach möglich, einen gemäß Darstellung in den Figuren 1 und 2 vorgehaltenen Koextrusionsbolzen 3 von außen aus dem Gehäuse 10 zu entnehmen und gegen ei- nen anderen Koextrusionsbolzen 13 mit angepasster Querschnittsgestaltung im Bereich der Kanalbohrung 130 und/oder der Außenoberfläche 131 auszutauschen, wozu der Koextrusionsbolzen 13 von der Außenseite 1 des Koextru- sionsadapters leicht zugänglich ist, siehe Figur 3. Derartige Koextrusionsbolzen 13 sind mechanisch einfach herzustellen und lassen sich innerhalb kurzer Umrüstzeit im Koextrusionsadapter 1 austauschen.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen eine gegenüber dem vorangehenden Ausführungs- beispiel gemäß Figuren 1 bis 3 abgeänderte Ausgestaltung des Koextrusions- adapters, der sich durch eine größere Anzahl der zu verarbeitenden Schichten auszeichnet.
Dazu wird ein modularer Aufbau des Koextrusionsadapters verwendet, der es ermöglicht, mehrere der vorangehend bereits erläuterten Gehäuse einander fortsetzend aufeinanderzustapeln. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 4 bis 6 sind demgemäß zwei Gehäuse 10.1 , 10.2 aufeinanderfolgend zur Ausbildung des Koextrusionsadapters 1 zwischen dem Winkelanschlussstück 2 und dem Werkzeuganschlussteil 4 vorgesehen, wobei sich die jewei- ligen Zentralkanäle 1 fortsetzen.
In jedem der beiden Gehäuse 10.1 und 10.2 ist jeweils eine Aufnahmebohrung 100.1 bzw. 100.2 vorgesehen, in welcher ein entsprechender Koextrusionsbolzen 13.1 , 13.2 gemäß den vorangehenden Erläuterungen eingesetzt ist.
Das in Strömungsrichtung betrachtet erste Gehäuse 10.1 weist neben dem Zentralkanal 11 und den beiden Koextrusionskanälen 12.1 noch Koextrusions- kanäle 12.2 auf, die innerhalb des Gehäuses 10.1 noch nicht in den Zentralkanal 11 einmünden, sondern im nachgeordneten Gehäuse 10.2. fortgesetzt wer- den und dort entlang des Außenumfangs des eingesetzten Koextrusionsbol- zens 13.2 als äußerste Schichten auf die im Zentralkanal 11 geführte Schichtenfolge aufgelegt werden. Diese Führung der Koextrusionskanäle 12.2 ist der einzige konstruktive Unterschied zum Gehäuse 10.2. Insoweit tritt aus dem ersten Gehäuse 10.1 aus dessen Austrittsöffnung ein zunächst dreischichtiger Verbund, gebildet aus der über die Schmelzekanäle 30, 20 herangeführten inneren Schicht und den beiden außenseitig aufgebrachten Schichten aus den Koextrusionskanälen 12.1 in den Zentralkanal 11 des zweiten Gehäuses 10.2 ein und wird dort durch die Kanalbohrung 130 des dortigen Koextrusionsbolzens 13.2 gemeinsam hindurchgeführt, wobei andererseits über die Koextrusionskanäle 12.2 zwei weitere und sodann als äußerste bzw. Deckschichten verwendete äußere Schichten auf den solchermaßen im Koextru- sionskanal 130 geführten dreischichtigen Vorverbund aufgebracht werden.
Mit der Ausgestaltung gemäß Figuren 4 bis 6 ist es somit möglich, einen maximal fünfschichtigen Verbund herzustellen.
Es versteht sich, dass analog zu der in den Figuren 4 bis 6 gezeigten zweifa- chen Aufeinanderstapelung von modularen Gehäusen 10.1 , 10.2 auch entsprechend höhere Anzahlen von Aufeinanderstapelungen von modularen Gehäusen 10.1 , 10.2 zur Erzielung noch größerer Schichtenanzahlen vorgenommen werden können, und zwar mit geringstem Umbauaufwand. Durch die kurzen Strömungswege in den einzelnen modularen Gehäusen 10.1 , 10.2 werden nach einem Umbau im vorangehend erläuterten Sinne binnen kürzester Zeit die gewünschten Schichten und Qualitäten erhalten, so dass der Ausschussanteil der Produktion minimiert wird. Dies gilt auch für Färb- und- tionsumstellung.

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Herstellung mehrschichtiger Verbünde aus thermoplastischen Materialien, umfassend einen von den thermoplastischen Materialien durchströmbaren Koextrusionsadapter (1) mit einer Einlassöffnung (110) und einer Auslassöffnung (1 ), in welchem die thermoplastischen Materialien schichtweise zusammengeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Koextrusionsadapter (1) einen modularen Aufbau aus mehreren modular aufeinander gestapelten Gehäusen (10.1 , 10.2) mit jeweils einem in dem Gehäuse (10.1 , 10.2) angeordneten Zentralkanal (11) sowie mindestens einem in den jeweiligen Zentralkanal (11) einmündenden Koextrusionskanal (12) aufweist, wobei die Zentralkanäle (11) der aufeinandergestapelten Gehäuse (10.1 , 10.2) einander fortsetzen und der Zentralkanal (11) und die Koextrusionskanäle (12) in Richtung der Auslassöffnung (111) von den thermoplastischen Materialien durchströmbar sind und jedes Gehäuse (10) ferner eine den Zentralkanal (11) durchsetzende Aufnahmebohrung (100) aufweist, in welche ein Koextrusionsbolzen (13) einsetzbar ist, der seinerseits eine den Zentralkanal (11) fortsetzende Kanalbohrung (130) aufweist und bereichsweise zwischen seiner Außenoberfläche (131) und der Wandung der Aufnahmebohrung (100) einen Teilabschnitt des mindestens einen Koextru- sionskanals (12) bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalbohrung (130) im Koextrusionsbolzen (13) und/oder der Teilabschnitt des mindestens einen Koextrusionskanals (12) in Richtung der Auslassöffnung (111) betrachtet einen sich von kreisförmiger auf rechteckige Gestalt ändernden Querschnitt aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits des Zentralkanals (11) eines Gehäuses (10.1 , 0.2) jeweils ein Koextrusionskanal (12) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Koextrusionskanal (12) mit einer Einstell- einrichtung für den Strömungsquerschnitt ausgerüstet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- stelleinrichtung von einem den Koextrusionskanal (12) teilweise durchdringenden Bolzen (14) gebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (14) um seine Längsachse drehbar in dem Gehäuse (10.1 , 10.2) gehaltert ist und in Abhängigkeit von seiner Verdrehstellung unterschiedliche Strömungsquerschnitte des Koextrusionskanals (12) definiert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Koextrusionskanal (12) von dem Bolzen (14) vollständig verschließbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Koextrusionsbolzen (13) mit im Bereich der Kanalbohrung (130) und/oder im Bereich der dem Teilabschnitt des mindestens einen Koextrusionskanals (12) zugewandten Außenoberfläche (131) unterschiedlich ausgebildeter Geometrie vorgesehen sind und wahlweise in die Aufnahmebohrung (100) der Gehäuse (10.1 , 10.2) einsetzbar sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Einlassöffnungen (110, 120) des Zentralkanals (11) und des mindestens einen Koextrusionskanals (12) eine Adapterplatte (5) zum Anschluss von Zuführeinrichtungen (2, 3, 5, 6) für die thermoplastischen Materialien vorgesehen ist.
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