NO178178B

NO178178B - Controller for an extruder nozzle head

Info

Publication number: NO178178B
Application number: NO901124A
Authority: NO
Inventors: Jacobus Frederik Bergeman
Original assignee: Pillopak Bv
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1995-10-30
Also published as: NO901124L; NO901124D0; NO178178C

Description

Oppfinnelsen vedrører en reguleringsanordning for dysehode-ringspalten ved utløpsenden av en kontinuerlig arbeidende ekstruder. The invention relates to a regulation device for the nozzle head ring gap at the outlet end of a continuously working extruder.

Med en slik ekstruder med dysehode som oppviser en ringdyse kan det fremstilles skumstoff-materialbaner hvorved skumbare kunststoffmasse under ekstruderingen blir ekstrudert gjennom ringdysen til slangeform og flatlagt til en glatt materialbane. Det dertil benyttede dysehode ved ekstruderens utløpsende er dannet av flere deler og har et i ringrommet aksialt anordnet sentralt fortrengningslegeme, etter hvilket det i ekstruderingsretningen er anbragt en indre og en ytre leppedel. Den indre leppedel er festet på dysemantelen og den ytre leppedel er festet på en hylsedel som sitter på den i ekstruderingsretningen beliggende ende av fortrengnings-legemet. Ringspaltestørrelsen mellom den indre og den ytre leppedel lar seg innstille, justere og variere til den ønskede tykkelse av den materialebane som skal ekstruderes ved aksial forskyvning, spesielt av den ytre leppedel, innenfor det foran angitte område. Dertil blir fastspen-ningsmidlene, f.eks. spennskruer hvormed f.eks. den ytre leppedel er låst til hylsen, løsnet, hvoretter leppedelen blir aksialt forskjøvet til den ønskede spaltebredde, og deretter blir spennelementene igjen trukket til og leppedelen låst i den nye stilling. With such an extruder with a nozzle head that exhibits a ring nozzle, foam material webs can be produced whereby foamable plastic mass during extrusion is extruded through the ring nozzle into a snake shape and flattened into a smooth material web. The nozzle head used for this purpose at the outlet end of the extruder is formed of several parts and has a central displacement body arranged axially in the annulus, after which an inner and an outer lip part are placed in the direction of extrusion. The inner lip part is attached to the nozzle jacket and the outer lip part is attached to a sleeve part which sits on the end of the displacement body located in the direction of extrusion. The annular gap size between the inner and the outer lip part can be set, adjusted and varied to the desired thickness of the material web to be extruded by axial displacement, especially of the outer lip part, within the range indicated above. In addition, the fixing means, e.g. clamping screws with which e.g. the outer lip part is locked to the sleeve, loosened, after which the lip part is shifted axially to the desired slot width, and then the clamping elements are tightened again and the lip part is locked in the new position.

Skumstoffekstrudatet som trer slangeformet ut av ringspalten, blir avbøyet over en kjøledor, oppslisset ved den i avtrekningsretningen bakre ende av kjøledorlegemet ved hjelp av en skjæreanordning, flatlagt og rullet opp som flat materialbane, ferdig for lagring og forsendelse. The foam extrudate that snakes out of the annular gap is deflected over a cooling mandrel, slit at the rear end of the cooling mandrel body in the withdrawal direction using a cutting device, flattened and rolled up as a flat web of material, ready for storage and shipment.

Vanskeligheter opptrer når tykkelsen av materialbanen skal endres. Det er ønskelig å kunne fremstille skumstoff-foliebaner med valgfrie forskjellige tykkelser i området fra fortrinnsvis 0,5 - 12 mm på én og samme maskin. Difficulties arise when the thickness of the material web is to be changed. It is desirable to be able to produce foam foil webs with optional different thicknesses in the range from preferably 0.5 - 12 mm on one and the same machine.

Riktignok kan en justering i størrelsesordenen inntil maksimalt ca. 0,1 mm allerede oppnås uten innvirkning på driften av den kontinuerlig forløpende ekstrusjonsprosess ved at også den indre leppedel er anordnet forskyvbar. Dette er imidlertid ikke hensiktsmessig fordi material-tilførselen i dysehodet lider ved det, dvs. material-tilførselen blir forholdsvis mindre. Men dessuten, og uavhengig av dette, betinger en større endring av ringspalten på mer enn ca. 0,1 mm en aksial forskyvning av den ytre leppedel på hylsen, hvorved - som tidligere belyst - dennes fastskruning må løsnes, reguleres og festes påny. Admittedly, an adjustment in the order of magnitude up to a maximum of approx. 0.1 mm is already achieved without affecting the operation of the continuous extrusion process by the fact that the inner lip part is also arranged to be displaceable. However, this is not appropriate because the material supply in the nozzle head suffers as a result, i.e. the material supply is comparatively smaller. But in addition, and independently of this, a major change in the ring gap of more than approx. 0.1 mm an axial displacement of the outer lip part of the sleeve, whereby - as previously explained - its fastening screw must be loosened, adjusted and fixed again.

Fra DE 31 26 125 er det kjent en reguleringsanordning for dyseleppe-ringspalten av et av flere deler utformet dysehode forsynt med ringdyse for fremstilling av skumstoff-banemateriale, som sitter på utløpsenden av en kontinuerlig arbeidende ekstruder og som har en første og en andre dyseleppe samt en mellom disse dannet ringspalte, fra hvilket dysehode det avtrekkes et av uttredende skumbar kunststoffmasse dannet slangeformet emne, som føres over et kjøledorlegeme og blir oppsprettet ved hjelp av en skjæreanordning og flatlagt, idet den andre dyseleppe sitter aksialt forskyvbar på et hylselegeme uten at forskyvningen forstyrrer den løpende produksjon, hvilken forskyvning bevirkes ved hjelp av en aksialt regulerbar forbindelse anordnet mellom den i avtrekningsretningen beliggende endeflate av den andre dyseleppe og et element som er festet til hylselegemet. Denne kjente reguleringsanordning gjør bruk av en regulerbar skrueforbindelse, som er relativt komplisert oppbygget og er ganske lang idet den strekker seg gjennom hele kjøledorlegemet. Den krever også en relativt stor sentral åpning i kjøledorlegemet og byr dessuten på relativt vanskelig betjening fordi man må arbeide manuelt i et område like bakenfor det punkt hvor kunststoffbanen er blitt splittet opp og skjærekantene ennå ikke er fjernet særlig langt fra hverandre. From DE 31 26 125, there is known a regulating device for the nozzle lip-ring gap of a nozzle head designed in several parts, provided with a ring nozzle for the production of foam web material, which sits on the outlet end of a continuously working extruder and which has a first and a second nozzle lip as well as an annular gap formed between these, from which nozzle head a snake-shaped object formed of exiting foamable plastic mass is withdrawn, which is passed over a cooling mandrel body and is opened by means of a cutting device and flattened, the other nozzle lip sitting axially displaceable on a sleeve body without the displacement disturbing the ongoing production, which displacement is effected by means of an axially adjustable connection arranged between the end surface of the second nozzle lip situated in the withdrawal direction and an element which is attached to the sleeve body. This known regulation device makes use of an adjustable screw connection, which has a relatively complicated structure and is quite long as it extends through the entire cooling mandrel body. It also requires a relatively large central opening in the cooling mandrel body and also offers relatively difficult operation because you have to work manually in an area just behind the point where the plastic web has been split up and the cutting edges have not yet been removed very far from each other.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å tilveie-bringe en reguleringsanordning som gjør det mulig å endre ringspaltebredden mellom indre og ytre dyseleppe innenfor et område på flere millimeter og som ikke er beheftet med ovennevnte ulemper. The invention is based on the task of providing a control device which makes it possible to change the annular gap width between the inner and outer nozzle lip within a range of several millimeters and which is not affected by the above-mentioned disadvantages.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en reguleringsanordning av ovennevnte type, hvor det karakteristiske er at den aksialt regulerbare forbindelse har form av et ringstempel som er glidbart opptatt i en ringsylinder som er forbundet med en hydraulisk pumpe via en trykkslange for et hydraulisk medium ført gjennom kjøledorlegemet til forbi skjæreanordningen. This is achieved according to the invention by a regulation device of the above-mentioned type, where the characteristic is that the axially adjustable connection has the form of a ring piston which is slidably engaged in a ring cylinder which is connected to a hydraulic pump via a pressure hose for a hydraulic medium led through the cooling mandrel body to past the cutting device.

Oppfinnelsen har bl.a. den fordel fremfor den fra DE 31 26 125 kjente konstruksjon at den er så kompakt at den i sin helhet får plass innenfor kjøledoren. Gjennom kjøledoren er det kun nødvendig med en åpning stor nok til å føre slangen for det hydrauliske medium. En annen fordel er at den manuelle betjening av reguleringsanordningen ikke behøver skje nær kunststoffbanens oppsplittingspunkt, men kan foregå i god avstand fra denne og uten risiko for å forstyrre produksjonen. Med andre ord kan man bringe med seg pumpen til et sted hvor man lett kan observere resultatet av endringer i dysespalten, for derved å ha maksimal kontroll med reguleringsoperasjonen. The invention has, among other things, the advantage over the construction known from DE 31 26 125 is that it is so compact that it fits entirely inside the cooling mandrel. Through the cooling mandrel, only an opening large enough to pass the hose for the hydraulic medium is required. Another advantage is that the manual operation of the regulation device does not have to take place close to the splitting point of the plastic web, but can take place at a good distance from this and without the risk of disrupting production. In other words, you can bring the pump with you to a place where you can easily observe the result of changes in the nozzle gap, thereby having maximum control over the regulation operation.

En fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er karakterisert ved at ringstempelet sitter på nevnte endeflate av den andre dyseleppe, og at ringsylinderen er utformet i et ' ringlegeme som sitter fast på hylselegemet. An advantageous embodiment of the invention is characterized by the fact that the ring piston sits on said end surface of the second nozzle lip, and that the ring cylinder is designed in a 'ring body' which is fixed to the sleeve body.

Et eksempel på en utførelsesform av oppfinnelsen er vist på tegningene, hvor An example of an embodiment of the invention is shown in the drawings, where

fig. 1 skjematisk viser en anordning for fremstilling av skumstoffbaner, som er innstilt for fremstilling av baner med relativt liten tykkelse, og fig. 1 schematically shows a device for the production of foam webs, which is set for the production of webs of relatively small thickness, and

fig. 2 viser den samme anordning som fig. 1, innstilt for fremstilling av baner med relativt større tykkelse. fig. 2 shows the same device as fig. 1, adjusted for the production of webs of relatively greater thickness.

På figurene er ekstruderen betegnet med 1 og sprøyteverk-tøyet med 2. Sprøyteverktøyet er forsynt med en indre dyseleppe 3 og en ytre dyseleppe 4. Mellom de to dyselepper 3 og 4 er det utformet en leppe-ringspalte 20 som danner dysespalten. Flensansatser 16 på den indre leppedel og 17 på den ytre leppedel 4 sikrer at strømningsveien av den ekstruderte masse ved dysespalten rettes omtrent loddrett på ekstruderingsretningen. In the figures, the extruder is denoted by 1 and the injection tool by 2. The injection tool is provided with an inner nozzle lip 3 and an outer nozzle lip 4. Between the two nozzle lips 3 and 4, a lip ring gap 20 is formed which forms the nozzle gap. Flange attachments 16 on the inner lip part and 17 on the outer lip part 4 ensure that the flow path of the extruded mass at the die gap is directed approximately perpendicular to the direction of extrusion.

I ekstruderen 1 blir plastmaterialet med skumnings- og drivmiddel på kjent måte homogenisert til en oppskumbar masse. Oppskumningen av massen skjer når den trer ut av ringspalten 20. Det slangeformede skumstoffekstrudat 9 blir avtrukket via et kjøledorlegeme 10 og oppslisset ved hjelp av en skjæreanordning 12, f.eks. en roterende kniv, på et sted bak kjøledorlegemet 10, sett i avtrekningsretningen. Via valser og ruller (ikke vist) blir det oppslissede skumstoffprodukt baneformig flatlagt og viklet opp til rullevare egnet for transport- hhv. lagring. In the extruder 1, the plastic material with foaming and propellant is homogenized in a known manner into a foamable mass. The foaming of the mass takes place when it emerges from the annular gap 20. The snake-shaped foam extrudate 9 is drawn off via a cooling mandrel body 10 and slitted by means of a cutting device 12, e.g. a rotating knife, at a location behind the cooling mandrel body 10, seen in the pull-off direction. Via rollers and rollers (not shown), the slitted foam product is flattened in a web shape and wound up into a rolled product suitable for transport or storage.

I praksis er det for forskjellige anvendelsesformål nødvendig med skumstoffbaner med forskjellig tykkelse, omtrent i området fra 0,5 - 12 mm, men ellers med samme egenskaper. Da ekstruderingsprosessen er en kontinueirlig prosess, må man - hvis man vil unngå stans av maskinen - regulere tykkelsen av ekstrudatet for de slangeformede emner fortløpende. For dette formål er det ifølge oppfinnelsen anordnet en løsbar forbindelse 5 mellom den ytre dyseleppe 4 og et romfast anordnet ringlegeme 18. Den løsbare forbindelse 5 er utformet som not og fjær-kombinasjon. Fjæren befinner seg som ringformet ansats 5a på den fremre endekant av dyseleppen 4, og noten foreligger som ringformet uttagning 5b i ringlegemet 18. Den ytre dyseleppe 4 sitter aksialt forskyvbar på et sentralt aksialt anordnet hylselegeme 8. Hylselegemet 8 er fast forbundet med den indre dyseleppe 3. Ringlegemet 18 er festet på hylselegemet 8. Som ytterligere holdeanordning er det anordnet en In practice, foam webs with different thicknesses, roughly in the range of 0.5 - 12 mm, but otherwise with the same properties, are required for different purposes. As the extrusion process is a continuous process, one must - if one wants to avoid stopping the machine - regulate the thickness of the extrudate for the tube-shaped blanks continuously. For this purpose, according to the invention, a detachable connection 5 is arranged between the outer nozzle lip 4 and a spatially fixed annular body 18. The detachable connection 5 is designed as a tongue and groove combination. The spring is located as an annular projection 5a on the front end edge of the nozzle lip 4, and the groove is present as an annular recess 5b in the ring body 18. The outer nozzle lip 4 is axially displaceable on a central axially arranged sleeve body 8. The sleeve body 8 is firmly connected to the inner nozzle lip 3. The ring body 18 is attached to the sleeve body 8. As an additional holding device, a

sikkerhetsmutter 6. safety nut 6.

Ringlegemet 18 er forsynt med en gjennomløpskanal 19 for en trykkslange 11 som er ført gjennom det indre rom av de slangeformede emner 9 og i aksial retning gjennom det indre av kjøledorlegemet 10 og som bak skjæreanordningen 12 ut fra det oppslissede emne står i forbindelse med en hydraulisk pumpe 15 som befinner seg utenfor det indre rom av emnet. Via trykkslangen 11 blir det etter behov ved hjelp av pumpen 15 pumpet inn eller suget ut et hydraulisk trykkmiddel i det indre av forbindelsen 5. Som innstillingsorgan for regulering av trykkmiddelstrømningen er det anordnet en innløpsventil 7 foran forbindelsens 5 innvendige rom, en utløpsventil 14 på den hydrauliske pumpe 15 og en regu-leringsventil 13 for strømningshastigheten i trykkslangen 11 . The ring body 18 is provided with a passage channel 19 for a pressure hose 11 which is led through the inner space of the hose-shaped workpieces 9 and in an axial direction through the interior of the cooling mandrel body 10 and which behind the cutting device 12 from the slitted workpiece is connected to a hydraulic pump 15 which is located outside the inner space of the blank. Via the pressure hose 11, with the help of the pump 15, a hydraulic pressure medium is pumped into or sucked out of the interior of the connection 5, as required. As a setting device for regulating the pressure medium flow, an inlet valve 7 is arranged in front of the interior space of the connection 5, an outlet valve 14 on the hydraulic pump 15 and a control valve 13 for the flow rate in the pressure hose 11.

Den som løsbar forbindelse 5 i reguleringsanordningen ifølge oppfinnelsen anordnede not og fjær-kombinasjon er utformet som en slags hydraulisk drivbar fastspenningsanordning. Hylselegemet 8 er på sitt fremre parti, som bærer dyseleppe-delen 4 og ringlegemet 18, forsynt med utvendige gjenger som innvendige gjenger på ringlegemet 18 samvirker med. Den ringformede ansats 5a på leppedelen 4 arbeider som et stempel som med nøyaktig pasning er forskyvbar frem og tilbake i det som sylinder tjenende ringspor 5b i ringlegemet 18. Når hydraulisk medium, f.eks. hydraulolje blir presset inn gjennom kanalen 19, beveger stempellignende arbeidende leppedel 4 seg i aksial retning mot den indre dyseleppe 3. Ringspalten 20 blir smalere. Det dannes et trykkmiddelfylt sylindrisk rom mellom stempel og fjær. Når trykkmiddelet igjen strømmer bort, beveger leppedelen 4 seg aksialt i retning bort fra den indre dyseleppe 3. Ringspalten 20 blir igjen bredere. The groove and spring combination arranged as detachable connection 5 in the regulation device according to the invention is designed as a kind of hydraulically driven clamping device. The sleeve body 8 is on its front part, which carries the nozzle lip part 4 and the ring body 18, provided with external threads with which internal threads on the ring body 18 cooperate. The annular projection 5a on the lip part 4 works as a piston which can be moved back and forth with a precise fit in the ring groove 5b in the ring body 18, which serves as a cylinder. When hydraulic medium, e.g. hydraulic oil is forced in through the channel 19, the piston-like working lip part 4 moves in the axial direction towards the inner nozzle lip 3. The annular gap 20 becomes narrower. A cylindrical space filled with pressure medium is formed between the piston and the spring. When the pressure medium flows away again, the lip part 4 moves axially in the direction away from the inner nozzle lip 3. The annular gap 20 becomes wider again.

Trykkpådraget via trykkmiddelledningen 11 kan skje på valgfri kjent måte, hensiktsmessig med olje som trykkmiddel via pumpen 15 og ikke nærmere viste kjente styreanordninger for trykkmiddelgjennomstrømningen, som er tilordnet pumpen. Det er mulig og konstruksjonsmessig enkelt som løsbar forbindelse 5 å benytte en i handelen tilgjengelig ferdig-montert hydraulisk element hovedsakelig bestående av en ringformet del med en ringformet uttagning og en dertil passende ringformet stempeldel og å feste dettes sideflate som bærer stempeldelen til den fremre endeflate av den ytre dyseleppedel 4. Da tjener dette elements stempeldel som ringformet ansats 5a og dets ringformede uttagning tjener som ringspor 5b for reguleringsanordningen ifølge oppfinnelsen. The pressure application via the pressure medium line 11 can take place in any known manner, suitably with oil as pressure medium via the pump 15 and known control devices for the pressure medium flow, which are assigned to the pump, not shown in more detail. It is possible and structurally simple as a detachable connection 5 to use a commercially available ready-assembled hydraulic element mainly consisting of an annular part with an annular recess and a suitable annular piston part and to attach its side surface which carries the piston part to the front end surface of the outer nozzle lip part 4. Then the piston part of this element serves as annular projection 5a and its annular recess serves as ring groove 5b for the regulation device according to the invention.

Reguleringsanordninger ifølge oppfinnelsen egner seg spesielt til gjennomføring av fremgangsmåter til fremstilling av banemateriale av skummede termoplaster, som polystyrener og polyolefiner, idet kunstharpiks-utgangs-materialet blir smeltet, blandet med drivmiddel, f.eks. butan eller pentan, ekstrudert til slangeform, eventuelt ekspandert, avkjølt og oppslisset til baneform og flatlagt. Med reguleringsanordningen ifølge oppfinnelsen blir det mulig å fremstille banemateriale av forskjellig tykkelse i området fra ca. 0,5 - 12 mm kontinuerlig, uten avbrudd i slangeavtrekningen. Regulation devices according to the invention are particularly suitable for carrying out methods for the production of track material from foamed thermoplastics, such as polystyrenes and polyolefins, as the synthetic resin starting material is melted, mixed with a propellant, e.g. butane or pentane, extruded into a tube shape, possibly expanded, cooled and slit into a web shape and laid flat. With the regulation device according to the invention, it becomes possible to produce track material of different thicknesses in the range from approx. 0.5 - 12 mm continuously, without interruption in the hose removal.

Claims

1. Regulation device for the nozzle lip ring gap of a multi-part nozzle head provided with a ring nozzle for the production of foam web material, which is located at the outlet end of a continuously working extruder (1) and which has a first and a second nozzle lip (3,4) as well as a between these, an annular gap (20) is formed, from which nozzle head a snake-shaped blank (9) formed of exiting foamable plastic mass is withdrawn, which is passed over a cooling mandrel body (10) and is opened up by means of a cutting device (12) and laid flat, the other nozzle lip (4) is axially displaceable on a sleeve body (8) without the displacement disturbing the ongoing production, which displacement is effected by means of an axially adjustable connection (5) arranged between the end surface of the second nozzle lip (4) situated in the direction of withdrawal and a element (18) which is attached to the sleeve body (8), characterized in that the axially adjustable connection (5) has the form of a ring piston (5a) which is slidable o contained in an annular cylinder (5b) which is connected to a hydraulic pump (15) via a pressure hose (11) for a hydraulic medium led through the cooling mandrel body (10) to past the cutting device (12).

2. Regulating device according to claim 1, characterized in that the ring piston (5a) sits on said end surface of the second nozzle lip (4), and that the ring cylinder (5b) is formed in a ring body (18) which is fixed to the sleeve body (8).