SE449457B

SE449457B - Extruder die arrangement

Info

Publication number: SE449457B
Application number: SE8306553A
Authority: SE
Inventors: O Wendel
Original assignee: Akerlund & Rausing Ab
Priority date: 1983-11-28
Filing date: 1983-11-28
Publication date: 1987-05-04
Also published as: SE8306553L; ZA845436B; CA1227312A; SE8306553D0

Abstract

Die has central mandrel for the extrusion of hollow bodies in which the mandrel has flow channels providing a flow of material in at least two different directions relative to the longitudinal axis of the die. Deflector provides a flow of material having mutually different flow cross sections. Sleeve shaped element is supported by the mandrel and has grooves in the envelope surface defining the different directions. Longitudinal axis forms the bisectrix to the angle between the grooves. Flow directions are defined by crossing sets of grooves in the external wall of the sleeve, where the grooves in each set are parallel and spaced at a moderate distance, within the range of some millimeters.

Description

449 457 Trots den massiva floran av försök till lösning på pro- blemställningen saknas enkel, mer eller mindre generellt användbar lösning, som till exempel kan insättas såväl för utradering av störande ränder, för homogenisering av det extruderade materialet, för utjämning av godstjockleken som för snabb rengöring av ett munstycke, till exempel vid byte av färg på det extruderade materialet. ' Uppfinningen undanröjer bristen på området och till- handahåller anordning vid extrudermunstycke, omfattande dorn och huvud som mellan sig bildar munstyckets spalt för extrudering av hålkroppar av extruderbart material, före- trädesvis termoplastmaterial. Anordningen utmärks av att dornen är utförd med materialströmmen omlänkande arrange- mang uppvisande medel som ger materialströmning i åtmin- stone två skilda riktningar relativt munstyckets längdaxel. 449 457 Despite the massive flora of attempts to solve the problem, there is no simple, more or less generally useful solution, which can be used, for example, for erasing interfering stripes, for homogenizing the extruded material, for leveling the wall thickness and for fast cleaning a nozzle, for example when changing the color of the extruded material. The invention obviates the shortcoming in the field and provides a device for an extruder nozzle, comprising a mandrel and a head which between them form the gap of the nozzle for extruding hollow bodies of extrudable material, preferably thermoplastic material. The device is characterized in that the mandrel is made with the material flow deflecting arrangement having means which provide material flow in at least two different directions relative to the longitudinal axis of the nozzle.

Företrädesvis är åtminstone ett hylsformigt element anordnat att uppbäras på dornen och uppvisar i sin mantel- yta spår som fastlägger nämnda riktningar.Preferably, at least one sleeve-shaped element is arranged to be supported on the mandrel and has in its mantle surface grooves which define said directions.

Spåren fastlägger med fördel inbördes olika tvärsnitts- areor (strömningstvärsnitt) för materialströmmarna i spåren, innebärande att strömmarna blandas effektivt.The grooves advantageously define different cross-sectional areas (flow cross-sections) for the material streams in the grooves, meaning that the streams are mixed efficiently.

'I syfte att ytterligare befrämja uppblandning av mate- rial från de olika strömmarna och åstadkomma från axiell riktning skild nettorörelsekomponent i varje tvärsnitt av hylsan, har lämpligen det ena spåret axiell sträckning och det andra spåret bildar viss vinkel med axialriktningen.In order to further promote mixing of material from the various streams and to provide a net movement component different from the axial direction in each cross section of the sleeve, suitably one groove has axial stretching and the other groove forms a certain angle with the axial direction.

Denna vinkel är lämpligen en och den samma längs hela läng- den av hylsan Syftet med detta är att kanaler med olika vinkel i för- hållande till munstyckets längdaxel, eller också att kana- ler med olika riktning har olika tvärsnittsarea, skall ge upphov till fasförskjutning för materialets genomströmning, och härmed ge en blandande effekt, på materialet. Denna ut- formning ger således inte bara en utjämnande effekt på materialet utan en direkt blandande eller omrörande effekt.This angle is suitably one and the same along the entire length of the sleeve. The purpose of this is that channels with different angles in relation to the longitudinal axis of the nozzle, or also that channels with different directions have different cross-sectional areas, should give rise to phase shift for the flow of the material, and thereby give a mixing effect, on the material. This design thus gives not only a leveling effect on the material but a direct mixing or stirring effect.

I en annan utföringsform bildar längdaxeln tillnär- melsevis bissektris till vinkeln mellan spåren.In another embodiment, the longitudinal axis forms approximately bisector to the angle between the grooves.

'Uppfinníngen kommer nu att konkretiseras-med hänvis- 449 457 ning till bifogade ritningar, där Fig. l delvis i längdsektion visar ett rakt extrudermun~ stycke, Fig. 2 i sidovy visar den "homogeniseringshylsa" som in- går i munstycket i Fig. 1, 7 Fig. 3 i sidovy visar en annan utföringsform av hylsan, och Fig. 4 delvis i längdsektion visar ett avvinklat extru- dermunstycke. ^ Extrudermunstycket 10 i Fig. 1 omfattar ett främre huvud/hylsa ll, som med en dorn 12 bildar en ringformig spalt 13 med varierande bredd längs dornen. I omrâdet för huvudets ytterände bildas en väsentligen cylindrisk spalt l3a, genom vilken i detta fall ett rörformigt ämne extruderas.The invention will now be embodied with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows, partly in longitudinal section, a straight extruder nozzle, Fig. 2 in side view shows the "homogenization sleeve" included in the nozzle in Figs. 1, 7 Fig. 3 in side view shows another embodiment of the sleeve, and Fig. 4 partly in longitudinal section shows an angled extruder nozzle. The extruder nozzle 10 in Fig. 1 comprises a front head / sleeve 11, which with a mandrel 12 forms an annular gap 13 of varying width along the mandrel. In the region of the outer end of the head, a substantially cylindrical gap 13a is formed, through which in this case a tubular blank is extruded.

Huvudet 11 uppbärs demonterbart medelst en hàllarring 14 på extruderhuset 15. Detta inrymmer på känt manér extruderskruv (ej visad) och kanalförsett anslutningsstycke 16 som är avtätat mot huset medelst tätningsringar 17. I föreliggande fall finns i anslutningsstycket 16 tre, vid spaltänden av anslutningsstycket l20° inbördes åtskilda tilloppskanaler 18 för det extruderbara materialet. Utmat- ning sker alltså på tre lokalt belägna, periferiellt åt- skilda utmatningsställen.The head 11 is supported removably by means of a retaining ring 14 on the extruder housing 15. This accommodates in a known manner extruder screw (not shown) and channel-fitted connection piece 16 which is sealed to the housing by means of sealing rings 17. In the present case there are three in the connection piece 16 at the gap end mutually spaced inlet channels 18 for the extrudable material. Discharge thus takes place at three locally located, peripherally separated discharge points.

Anslutningsstycket 16 är fästat i huset 15 medelst radiella skruvar 19 och uppbär i sin tur dornen 12. Denna "radiella" uppbärning av dornen ger alltså nödvändigtvis den typ av lokalt fördelad utmatning genom diskreta öpp~ ningar i anslutningsstycket som det här är frågan om. H På dornen 12 är mellan anslutningsstycket 16 och huvu- det inspänt en "homogeniseringshylsa" 20. Denna hålls på plats med en kompressionsring 21. Hylsan 20 har urfräs- ningar i sin yttervägg bildande spår 22"och 23' och dessa fastlägger i princip materialströmning i riktningarna 22 och 23, mellan kvarvarande genombrutna rillor med ytter- diameter svarande mot~spaltdiametern i området för hylsan 20. Spåren 22' respektive 23' är väsentligen inbördes parallella och ligger på måttligt inbördes avstånd, av 449 457 4 storleksordningen nâgra millimeter.The connecting piece 16 is fixed in the housing 15 by means of radial screws 19 and in turn supports the mandrel 12. This "radial" support of the mandrel thus necessarily provides the type of locally distributed discharge through discrete openings in the connecting piece which is in question here. H A "homogenizing sleeve" 20 is clamped between the connecting piece 16 and the head 20. This is held in place with a compression ring 21. The sleeve 20 has cut-outs in its outer wall forming grooves 22 "and 23 'and these in principle determine material flow. in the directions 22 and 23, between remaining perforated grooves with outer diameters corresponding to the gap diameter in the region of the sleeve 20. The grooves 22 'and 23', respectively, are substantially mutually parallel and are moderately spaced apart, of the order of a few millimeters.

Spåren 22' och 23' har i utföringsformen enligt Fig. 2 samma tvärsnittsarea, mätt tvärs respektive strömningsrikt- ning. _ I Fig. l sker alltså strömning i två skilda riktningar relativt munstyckets längdaxel 24.The grooves 22 'and 23' have in the embodiment according to Fig. 2 the same cross-sectional area, measured across the respective flow direction. In Fig. 1, flow thus takes place in two different directions relative to the longitudinal axis 24 of the nozzle.

Denna strömning medför att inga distinkta sammanflyt- ningszoner (ränder) uppkommer på utgàngssidan av hylsan 20, det vill säga den periferiella strömningstendensen i rikt- ning mot l20° åtskilda sammanflytningszoner som föreligger på hylsans 20 ingângssida har brutits.This flow means that no distinct confluence zones (stripes) appear on the exit side of the sleeve 20, i.e. the peripheral flow tendency in the direction of 120 ° separated confluence zones present on the inlet side of the sleeve 20 has been broken.

Eventuella ojämnheter i godset hos den erhållna produk- ten blir fördelade pà så många diskreta orter att helhets- bilden i det närmaste är perfekt.Any irregularities in the goods of the product obtained are distributed in so many discrete locations that the overall picture is almost perfect.

I Fig. 3 visas en hylsa med något annorlunda utformning som visserligen ger strömning i tvâ skilda riktningar rela- tivt munstyckets längdaxel, men där den ena 22 är parallell med längdaxeln och där spåren 22' och 23' har inbördes olika tvärsnittsareor.Fig. 3 shows a sleeve with a slightly different design which, although giving flow in two different directions relative to the longitudinal axis of the nozzle, but where one 22 is parallel to the longitudinal axis and where the grooves 22 'and 23' have mutually different cross-sectional areas.

Skillnaden i tvärsnittsarea befrämjar blandning av materialet genom det materialutbyte som sker mellan kanalerna.The difference in cross-sectional area promotes mixing of the material through the material exchange that takes place between the channels.

I Fig. 4 visas ett avvinklat munstycke 10, fortfarande enligt principen för uppfinningen, men här försett med vinkelställt anslutningsstycke l6. Detta är visserligen inte fastspänt med radiella, dornuppbärande fästorgan, men innebär lokal utmatning av det formsprutbara materialet till spalten 13 medförande samma problem som vid den Aradiella dornhàllaren/anslutningsstycket 16 i Fig. 1.Fig. 4 shows an angled nozzle 10, still according to the principle of the invention, but here provided with an angled connection piece 16. Although this is not clamped with radial, mandrel-supporting fasteners, it involves local discharge of the injection moldable material to the gap 13 causing the same problem as with the Aradial mandrel holder / connection piece 16 in Fig. 1.

I direkt anslutning till inloppet från anslutnings- stycket 16 är anordnad en homogeniseringshylsa 20 enligt modellen i Fig. 3. ' Även om specifika utföringsformer beskrivits, inses att uppfinningstanken äger mera generell tillämpbarhet inom ramen för bifogade patentkrav. I iIn direct connection to the inlet from the connecting piece 16, a homogenizing sleeve 20 according to the model in Fig. 3 is arranged. Although specific embodiments have been described, it will be understood that the inventive idea has more general applicability within the scope of the appended claims. I i

Claims

44-9 457: A ﬂ zßm- “KRAV

Device for extruder nozzle, comprising mandrel (12) and head (11) which between them form the gap (13) of the nozzle for extruding hollow bodies of extrudable material, preferably thermoplastic material, characterized in that the mandrel (12) is made with material flow diverting arrangements comprising intersecting grooves with mutually different flow cross-sections and which at each intersection point provide material flow in at least two different directions (22, 23) relative to the longitudinal axis (24) of the nozzle.

Device according to claim 1, characterized in that a sleeve-shaped element (20) is supported by the mandrel (12) and has said grooves in its outer surface.

Device according to claim 2, characterized in that the longitudinal axis (24) forms approximately bisector to the angle between the grooves.

4. Device according to claim 2, characterized in that one material flow takes place in a direction parallel to the longitudinal axis of the nozzle.

Device according to any one or more of claims 2 ~ 4, characterized in that said flow directions are determined by intersecting sets of grooves (22 ', 23') in the outer wall of the sleeve, the grooves in each set being substantially parallel and are moderately spaced, on the order of a few (millimeters).