Formgebungseinrichtung sowie Verfahren zur Formgebung und Abkühlung von Gegen¬ ständen, insbesondere Hohlprofilen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Formgebungseinrichtung sowie ein Verfahren zur Form- gebung und Abkühlung von Gegenständen, insbesondere von Hohlprofύen, wie dies in den Ansprüchen 1, 2, Al und 48 beschrieben wird.
Aus der EP 0 817 715 Bl bzw. der US 5,945,048 A bzw. die DE 195 10 944 Cl ist ein Ver¬ fahren sowie eine Vorrichtung zum Strangpressen von Kunststoffschmelzen zu Hohlkammer- profilen bekannt geworden. Bei diesem Verfahren wird die Kunststoffschmelze durch ein beheiztes Profilwerkzeug mit einem inneren Profüdorn hindurchgepresst, wobei das Profil¬ werkzeug und der Profildorn bereits die Außen- und Innenkonturen des herzustellenden Hohlkammerprofils bestimmen. Anschließend an diesen Umformvorgang wird der aus dem Profϊlwerkzeug austretende Hohlkammerprofilstang in einer dem Profilwerkzeug unmittelbar nachgeordneten Kalibrier- und Kühleinheit abgekühlt. Durch das unmittelbare, hintereinan¬ der Anordnen des Profilwerkzeuges sowie der Kalibrier- bzw. Kühleinheit wird der im Pro¬ filwerkzeug aufgebaute Pressdruck bis hinein in die Kalibrier- und Kühleinheit aufrecht er¬ halten. Damit wird das herzustellende Hohlkammerprofil, ausgehend vom Profilwerkzeug, durch den vom Extruder herrschenden Pressdruck sowohl durch das Profilwerkzeug als auch durch die Kalibrier- und Kühleinheit hindurchgedrückt bzw. geschoben. Bei dieser bekannten Vorrichtung bzw. dem bekannten Verfahren erfolgt die Formgebung der Kunststoffschmelze in dem beheizten Profilwerkzeug, wobei die Abkühlung des Hohlkammerprofils, in der dem Profilwerkzeug nachgeschalteten Kalibrier- und Kühleinheit erfolgt.
• Eine weitere Behandlungsvorrichtung für extrudierte Kunststoffschmelzen ist aus der US
5,132,062 A bekannt geworden, bei welcher im unmittelbaren Anschluss an das Extrusions- werkzeug bzw. dem Austrittsspalt der Kunststoffmasse aus dem Extrusionswerkzeug ein eigenes Kühlelement sowie eine Kalibriervorrichtung nachgeordnet ist. Die Behandlungs¬ vorrichtung für den Wärmeentzug ist im Kernbereich des herzustellenden Gegenstandes an- geordnet und erstreckt sich ausgehend vom Kühlelement in die Kalibriervorrichtung hinein. Die Versorgung der Behandlungsvorrichtung, insbesondere der Wärmeentzugsvorrichtung, im Bereich der Kalibriervorrichtung erfolgt durch eigene Zuleitungen, welche durch eine Stegplatte in den Kernbereich des Extrusionswerkzeuges geführt sind. Dabei sind die Zuführ-
leitungen im Bereich der Stegplatte sowie bis hin zum Düsenspalt, also dem Austritt der Kunststoffschmelze aus dem Extrusionswerkzeug gegenüber den Bauteilen des Extrusions- werkzeuges durch einen Luftspalt voneinander thermisch isoliert. Bei dieser bekannten Vor¬ richtung erfolgt der Wärmeentzug aus der Kunststoffschmelze direkt im Anschluss an den Austritt aus dem Extrusionswerkzeug im Bereich der Kalibriervorrichtung, sowohl an der Außenseite als auch der Innenseite des Gegenstandes.
Ein anderes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von hohlen Formteilen ist aus der DE 24 34 383 Al bekannt gewordnen, bei welcher die Kunststoffschmelze einer Extrusi- onsdüse bzw. Extrusionswerkzeug zugeführt wird und in diesem gleichzeitig die Stege inner¬ halb des Hohlprofils ausgeformt werden. Im Anschluss an den Austritt des so geformten Kunststoffstranges ist eine Kühl- bzw. Kalibriervorrichtung nachgeordnet. An Stirnenden des Kerns bzw. Doms enden bzw. münden Leitungen in den vom Profilmantel bzw. den Stegen gebildeten Hohlräume, wobei durch diese Leitungen alternierend ein Gas in die Hohlräume gepresst wird, sodass die Trennwände alternierend gegen benachbarte Trennwände bzw. die Außenwand gedrückt und damit verschmolzen werden. Gleichzeitig dabei wird eine Ausdeh¬ nung der Außenwand durch die an den Düsenkörper angrenzende Kühlvorrichtung verhindert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formgebungseinrichtung sowie ein Verfahren zur Formgebung und Abkühlung von Gegenständen, insbesondere von Hohl¬ profilen, wie HoHkammerprofilen, zu schaffen, bei dem ein formstabiles Profil ohne Ab¬ stimmaurwand erzielbar ist.
Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass innerhalb des Kanals in dem dem Eintrittsbereich unmittelbar benachbarten bzw. nachgeordneten Bereich eine zusätzliche Kühlvorrichtung für die hindurclizuführende Kunststoffschmelze angeordnet ist. Der sich dadurch ergebende überraschende Vorteil liegt darin, dass die erfindungsgemäße Formge¬ bungseinrichtung auf eine bisher bekannte Ausbildung der Extrusionsdüse zur Formgebung des heißen Schmelzestranges verzichtet und der in die Formgebungseinrichtung eintretende, vom Extruder aufbereitete Schmelzestrang der Kunststoffschmelze im Anschluss an den un¬ mittelbaren Eintrittsbereich innerhalb des Kanals durch eine dort angeordnete, zusätzliche Kühlvorrichtung gekühlt wird. Dadurch wird der Kunststoffschmelze eine hohe Wärmemen¬ ge entzogen und bereits nach kurzem Durchtrittsweg durch die Formgebungseinrichtung so-
weit abgekühlt, dass trotzdem noch eine Umformung vom abgekühlten bzw. vorgekühlten Schmelzestrang hin zur gewünschten Profilgeometrie innerhalb der Formgebungseinrichtung möglich ist.
Unabhängig davon wird die Aufgabe der Erfindung aber auch dadurch gelöst, dass der Kanal in einem im Austrittsbereich mündenden bzw. diesem zugewendeten Teilabschnitt einen Querschnitt aufweist, welcher dem des herzustellenden Gegenstandes entspricht und der Ka¬ nal in einem diesem Teilabschnitt in Extrusionsrichtung unmittelbar vorgeordneten Teilab¬ schnitt einen dazu geringeren Querschnitt aufweist. Durch diese gesteuerte Verengung des hindurch tretenden Schmelzestranges werden die Gleiteigenschaften des Kunststoffmaterials an den nachfolgenden Kanalwandungen verbessert und so kann bereits vor Austritt des her¬ zustellenden Gegenstandes eine Blockströmung erzielt werden. Dadurch wird wiederum ein fertig geformtes und formstabiles Profil im Bereich des Austrittsbereiches desselben aus der Formgebungseinrichtung erzielt.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 ist von Vorteil, dass die vom Extruder aufbereitete Schmelze bzw. der Schmelzestrang im Anschluss an den unmittelbaren Eintrittsbereich in¬ nerhalb des Kanals auch in seinem Inneren gekühlt wird. Dadurch wird der Kunststoff¬ schmelze eine hohe Wärmemenge entzogen und bereits nach kurzem Durchtrittsweg durch die Formgebungseinrichtung so weit abgekühlt, dass trotzdem noch eine Umformung vom abgekühlten bzw. vorgekühlten Schmelzestrang hin zur gewünschten Profilgeometrie inner¬ halb der Formgebungseinrichtung möglich ist.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 4 wird erreicht, dass der aus dem Extruder austre- tende Schmelzestrang bereits unmittelbar nach dessen Eintritt in die Formgebungseinrichtung auf jene Profilkontur bzw. Profilquerschnitt umgeformt wird, der nahezu jenem Querschnitt bzw. der Profϊlkontur des herzustellenden Gegenstandes entspricht. Dadurch wird ein einfa¬ cher Aufbau der Formgebungseinrichτung erzielt, wobei trotzdem eine ausreichende Wärme¬ menge aus dem hindurchtretenden Kunststoffmaterial durch die Formgebungseinrichτung entzogen werden kann.
Vorteilhaft ist auch eine weitere Ausführungsform nach Anspruch 5, da so jenen volums¬ mäßig einen hohen Anteil aufweisenden Profilsektionen des Hohlprofüs eine ausreichende
Wärmemenge bereits kurz nach dem Eintritt in die Formgebungseinrichtung entzogen wer¬ den kann und vorerst die zur Ausformung der Stege benötigte Kunststoffmasse von dieser Abkühlung nicht betroffen ist.
Vorteilhaft ist weiters eine Ausbildung nach Ansprach 6, da so auf geringstem Raum ein Maximum an zur Kühlung des Schmelzestrangs erzielbarer Oberfläche erreicht wird, wo¬ durch eine hohe Wärmemenge aus dem Inneren des Schmelzestranges abgeführt werden kann.
Durch die Ausbildung nach Anspruch 7 ist es möglich, zwischen dem den Kanalwandungen zugewandten Randbereichen der zusätzlichen Kühlvorrichtung und den Kanalwandungen einen ungeteilten bzw. ununterbrochen über den Umfang durchlaufenden Schmelzeteilstrang auszubilden, der nur in seinem Inneren bis zu einer gewissen Distanz durch die Kühlvorrich¬ tung während dessen Hindurchtreten unterbrochen wird. Dadurch werden die Festigkeits- eigenschaften des herzustellenden Gegenstandes nicht nachteilig beeinfmsst
Nach einer anderen Ausführungsvariante gemäß Anspruch 8 wird bei gleichzeitiger Abnah¬ me der Außenabmessung der Kanalwandung eine Reduzierung des Kanalquerschnitts erzielt und dadurch das Hindurchtreten der Kunststoffschmelze hin in Richtung des weiteren Um- fangbereiches begünstigt.
Vorteilhaft sind auch Weiterbildungen nach den Ansprüchen 9 bis 11, da dadurch ein hoher Kühlmitteldurchsatz durch die Kühlvorrichtung sowie ein Zwangsumlauf erzielbar ist, und zusätzlich noch dadurch Frischwasserressourcen eingespart werden können. Durch den ge- schlossenen Kreislauf ist beispielsweise auch die Verwendung eines unter Druck stehenden Wassers möglich, da dadurch die Verdampfung bzw. Dampfbildung verhindert wird.
Bei der Ausgestaltung nach Ansprach 12 ist von Vorteil, dass die in die Formgebungseinrich¬ tung eintretende Kunststoffschmelze über deren Längsverlauf, bezogen auf das Zentrum je nach Bedarf der Kühlleistung sowie der notwendigen Umformung auf unterschiedliche Dis¬ tanzen verformt werden kann. Bei entsprechender Vergrößerung der Abstände der Kanäle, bezogen auf das Zentrum, kann die Durchtrittsgeschwindigkeit des Schmelzestromes, be¬ zogen auf die Durchsatzmenge, reduziert werden, wodurch eine noch längere Zeitdauer für
den Wärmeentzug aus der Kunststoffschmelze zur Verfügung steht.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 13 wird erreicht, dass dadurch stets ausreichend vorgekühltes Material zur Ausbildung der Profilgeometrie im Endbereich der Formgebungs- einrichtung zur Verfügung steht.
Durch die Ausbildung nach Anspruch 14 kann mit Vorteil eine Aufweitung des in die Form¬ gebungseinrichtung eintretenden Schmelzestranges erzielt werden, wodurch auf kurzem Weg auch eine Vergrößerung des Durchströmquerschnittes erzielbar ist.
Vorteilhaft ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 15, da dadurch durch den Kanal hin¬ durchtretenden Schmelzestrang zusätzlich zu seinem Wärmeentzug in seinem Inneren auch an den den Kanalwandungen zugewandten Teilströmen eine ausreichende Wärmemenge ent¬ zogen werden kann.
Gemäß einer Ausbildung wie im Anspruch 16 beschrieben, da dadurch einfache, standard¬ mäßige Bearbeitungsvorgänge zur Herstellung jederzeit in der Formgebungseinrichtung in diesem Bereich Anwendung finden können und zusätzlich eine zentrische Aufweitung des aus dem Extruder auftretenden Schmelzestranges in diesem Bereich erfolgt.
Dabei erweist sich eine Ausgestaltung nach Anspruch 17 vorteilhaft, da dadurch bereits eine vorbestimmbare Abnahme des Kanalquerschnittes hin für den Übergangsbereich zur Aus¬ formung der endgültigen Profilgeometrie geschaffen werden kann.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 18 oder 19 wird bereits im Endab¬ schnitt der Formgebungseinrichtung die endgültige Ausformung des Ausformung des herzu¬ stellenden Gegenstandes sichergestellt und so der Gegenstand in seinen endgültigen Abmes¬ sung festgelegt. Dadurch sind weitere formgebende Maßnahmen im Anschluss an den Aus¬ tritt des Gegenstandes aus der Formgebungseinrichtung nicht mehr erforderlich.
Von Vorteil sind aber auch Ausbildungen nach den Ansprüchen 20 oder 21, weil dadurch nach einer gewissen Vorkühlung des Schmelzestromes durch die zusätzliche Kühlvorrich¬ tung im Anschluss daran eine Umformung hin zur gewünschten Profilgeometrie erfolgt. Zu-
sätzlich kann noch in diesem Abschnitt die durch die Umformung und Verminderung der Außenabmessung sowie des Kanalquerschnittes eingebrachte Energie durch zusätzliche Kühlelemente in diesem Abschnitt abgeführt werden und so eine weitere Temperaturzu¬ nahme sowie gegebenenfalls eine Abnahme derselben erzielt werden.
Vorteilhaft ist die Ausbildung nach Anspruch 22, da dadurch die Gleiteigenschaften des Kunststoffmaterials des durch den Kanal hindurchtretenden Schmelzestranges an den nach¬ folgenden Kanalwandungen wesentlich verbessert werden. So kann bereits vor Austritt des herzustellenden Gegenstandes eine Blockströmung erzielt werden. Damit wird das ansonst im Austrittsbereich vorherrschende Aufquellen des Kunststoffmaterials vermieden, wodurch bereits innerhalb der Formgebungseinrichtung die exakte Profilkontur bzw. der Profilquer¬ schnitt des herzustellenden Gegenstandes festgelegt ist.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform nach Anspruch 23, da dadurch in diesem Über- trittsbereich die Expansion des hindurchtretenden Kunststoffmaterials durch das zusätzliche Einbringen des Schmier- bzw. Gleitmittels besser möglich wird und so ein fließender Über¬ gang der hindurchtretenden Kunststoffschmelze hin auf die aufgeweitete, endgültige Quer¬ schnittsform bzw. im Querschnitt des herzustellenden Gegenstandes erzielbar ist.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Ansprüchen 24 bis 26 beschrieben. Dadurch wird in Abhängigkeit von der Einschnürung sowie der Länge der Einschnürung in dem nach¬ folgenden Teilabschnitt die Bildung einer Blockströmung des hindurchtretenden Materials begünstigt bzw. erzielt. Damit werden innerhalb des Schmelzestrangs gegenseitige Verlage¬ rungen einzelner Schichten des Kunststoffmaterials zur Bildung des Gegenstandes vermie- den, wodurch eine hohe Maßgenauigkeit der herzustellenden Gegenstände erzielbar ist.
Gemäß Anspruch 27 wird dem oder den Schmelzersträngen während deren Durchtritt durch die Formgebungseinrichtung stetig Wärme abgeführt, wodurch eine hohe Kühlleistung er¬ zielbar ist.
Gemäß der Ausbildung gemäß Anspruch 28 oder 29 wird durch die in die Kunststoffmasse eingebrachten Schwingungen bzw. Vibrationen eine bessere Viskosität der umzuformenden Masse erzielt, da die bereits vorgekühlte und eine niedrigere Temperatur aufweisende Masse
besser fließt und so leichter die durch die zusätzliche Kühlvorrichtung aufgetrennten Ab¬ schnitte im Inneren der Schmelze zusammengeführt werden. Zusätzlich wird dadurch das Hindurchdrücken der Kunststoffmasse durch die Formgebungseinrichtung, ausgehend vom Extruder, erleichtert und der Umformvorgang verbessert.
Möglich ist dabei auch Ausbildungen nach den Ansprüchen 30 bis 32, da dadurch das Wand¬ gleiten der Kunststoffschmelze an den den Kanalwandungen zugewandten Bereichen verbes¬ sert bzw. überhaupt erzielbar ist und dadurch die Kunststoffschmelze in einer Blockströmung durch den oder die Kanäle hindurchbewegt werden kann. Darüber hinaus kann das Schmier- bzw. Gleitmittel nach dem Austritt des Gegenstandes aus der Formgebungseinrichtung und nach Erkalten desselben eine Schutzschicht bzw. Schutzfilm für die Oberfläche des Gegen¬ standes ausbilden, welche schmutz- bzw. wasserabweisend ist. Ebenso können in das Schmier- bzw. Gleitmittel eingelagerte Zusatzstoffe als Filter für die auf den Gegenstand auftreffende Strahlungen, wie UV- oder Infrarotstrahlung, bilden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 33 wird in dem, dem Austrittsbe¬ reich zugewendeten bzw. in diesen mündenden Teilabschnitt das Wandgleiten und damit das Bilden einer Blockströmung noch zusätzlich begünstigt. Darüber hinaus können durch das Schmier- bzw. Gleitmittel auch Schutzfilme für den herzustellenden Gegenstand mitaufge- bracht werden.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 34 oder 35 ermöglicht die zusätzliche Ausbildung von Stegen innerhalb des Hohlprofils, wobei diese erst nach einer gewissen Vorkühlung des Pro¬ filmantels mit diesem zum Hohlkammerprofil vereinigt werden. Dadurch können die einzel- nen, die den Profilquerschnitt bildenden Teilströme besser gekühlt bzw. umgeformt werden.
Vorteilhaft ist die Ausbildung nach Anspruch 36, da dadurch auch der die Stege bildende Werkstoff gekühlt werden kann und so eine bessere gegenseitige Abstimmung des Tempera¬ turverlaufes zwischen den einzelnen, durch die Formgebungseinrichtung hindurchtretenden Teilströme erzielbar ist.
Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 37, da dadurch in Abhängigkeit von dem durch den Kanal hindurchzuführenden Werkstoff durch die gleiche oder niedrigere
Oberflächenspannung ein Wandgleiten der Kunststoffschmelze und damit verbunden eine Blockströmung innerhalb des Kanals erzielbar ist.
Vorteilhaft sind auch weiters Austuhrungsformen nach den Ansprüchen 38 bis 40, da da- durch ebenfalls ein Wandgleiten der durch den Kanal oder die Kanäle hindurchzuführenden Kunststoffschmelze erzielbar ist. Bei Verwendung einer Beschichtung können die entspre¬ chend gewünschten Oberflächeneigenschaften der Kanalwandungen über den Längsverlauf des Kanals auf unterschiedlichste Anforderungen und Einsatzbedingungen eingestellt wer¬ den. Das Aufbringen kann dabei beispielsweise durch Tauchen und anschließendes Trocknen erfolgen, wobei die Aufbringung derartiger Beschichtungen zyklisch, nach jedem Reini- gungs- bzw. Wartungsvorgang der Formgebungseinrichtung, erfolgen kann. Diese Beschich¬ tung kann sowohl auf herkömmliche Bauteile aus Stahl bzw. Eisenwerkstoff, als auch auf die aus den unterschiedlichsten Werkstoffen gebildeten Kühlelemente aufgebracht werden. Durch entsprechend eingearbeitete Oberflächenstrukturen auf den Kanal wandungen kann ebenfalls ein Wandgleiten des Schmelzestranges an diesen erzielt werden.
Vorteilhaft ist weiters eine Ausbildung nach Anspruch 41, da dadurch die Kühlelemente als Standardbauteile vorgefertigt. Dabei kann ein Spritzgussverfahren Anwendung finden, wobei hier auf einfache Art und Weise durch entsprechende Wahl des Werkstoffes auf die Ober- flächenspannung im Hinblick auf das Wandgleiten Rücksicht genommen werden kann sowie zusätzlich noch im Spritzgussverfahren eine Oberflächenstruktur für das Verbessern des Wandgleitens einformbar ist.
Durch die Ausbildung nach Anspruch 42 ist es möglich, einen modulartigen Aufbau der Formgebungseinrichtung zu erzielen.
Vorteilhaft sind aber auch Ausbildungen nach den Ansprüchen 43 bis 45, da dadurch in die¬ sem Abschnitt der Formgebungseinrichtung auf die Ausbildung abriebfester Bauteile bei aus¬ reichend hoher Kühlleistung bedacht genommen werden kann.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 46 ist von Vorteil, dass dadurch Bauteile geschaffen werden können, welche in einem Arbeitsvorgang als einstückige Bauteile ausgebildet wer¬ den, und diese ohne hohen Fügeaufwand modulartig zur Formgebungseinrichtung zusam-
mengesetzt werden können.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber unabhängig davon auch durch ein Verfahren zur Form¬ gebung und Abkühlung von Gegenständen, insbesondere von Hohlprofilen, dadurch gelöst, dass der Schmelzestrang der Kunststoffschmelze unmittelbar anschließend an dessen Eintritt in die Foπngebungseinrichtung innerhalb desselben zwischen den diesen begrenzenden Ka¬ nalwandungen zusätzlich gekühlt wird. Die sich aus diesem Vorgehen ergebenden Vorteile liegen darin, dass bei der erfindungsgemäßen Formgebungseinrichtung auf eine bisher be¬ kannte Ausbildung der Extrusionsdüse zur Formgebung des heißen Schmelzestranges ver- ziehtet werden kann und der in die Formgebungseinrichtung eintretende, vom Extruder auf¬ bereitete Schmelzestrang der Kunststoffschmelze im Anschluss an den unmittelbaren Ein- trittsbereich innerhalb des Kanals durch eine dort angeordnete, zusätzliche Kühlvorrichtung gekühlt wird. Dadurch wird der Kunststoffschmelze eine hohe Wärmemenge entzogen und bereits nach kurzem Durchtrittsweg durch die Formgebungseinrichtung soweit abgekühlt, dass trotzdem noch eine Umformung vom abgekühlten bzw. vorgekühlten Schmelzestrang hin zur gewünschten Profilgeometrie innerhalb der Formgebungseinrichtung möglich ist.
Unabhängig davon kann aber die Aufgabe der Erfindung auch dadurch gelöst werden, dass der Schmelzestrang der Kunststoffschmelze in einem im Austrittsbereich mündenden bzw. diesem zugewendeten Teilabschnitt auf einen Querschnitt umgeformt wird, welcher dem herzustellenden Gegenstand entspricht und der Schmelzestrang in Extrusionsrichtung ge¬ sehen in einem dem im Austrittsbereich mündenden Teilabschnitt unmittelbar vorgeordneten Teilabschnitt auf einen dazu geringeren Querschnitt umgeformt wird. Durch diese gesteuerte Verengung des hindurch tretenden Schmelzestranges werden die Gleiteigenschaften des Kunststoffmaterials an den nachfolgenden Kanalwandungen verbessert und so kann bereits vor Austritt des herzustellenden Gegenstandes eine Blockströmung erzielt werden. Dadurch wird wiederum ein fertig geformtes und formstabiles Profil im Bereich des Austrittsbereiches desselben aus der Formgebungseinrichtung erzielt.
Weitere vorteilhafte Vorgehensweisen sind in den Ansprüchen 49 bis 77 gekennzeichnet, wobei die dabei erzielbaren Vorteile der detaillierten Beschreibung zu entnehmen sind.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfuh¬ rungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Extrusionsanlage mit einer erfϊndungsgemäßen Formgebungseinrichtung, in Seitenansicht und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 2 die erfindungsgemäße Formgebungseinrichtung in Seitenansicht geschnitten und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 3 eine mögliche Ausbildung der zusätzlichen Kühlvorrichtung innerhalb des Kanals der Formgebungseinrichtung, in vereinfachter perspektivischer Darstellung;
Fig. 4 die Kühlvorrichtung nach Fig. 3 in einer weiteren vereinfachten perspektivischen Darstellung;
Fig. 5 die Kühlvorrichtung nach den Fig. 3 und 4, in Stirnansicht gemäß Pfeil V in Fig. 3;
Fig. 6 die Kühlvorrichtung nach den Fig. 3 bis 5, in Seitenansicht geschnitten gemäß den Linien VI - VI in Fig. 5 und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 7 einen Teilbereich der Kühlvorrichtung nach den Fig. 3 bis 6 in vereinfachter per¬ spektivischer Darstellung;
Fig. 8 einen weiteren Teilbereich der Kühlvorrichtung nach den Fig. 3 bis 7 im Bereich der Zu- sowie Ableitungen, in Ansicht und stark vereinfachter schematischer Dar¬ stellung;
Fig. 9 einen anderen Teilbereich der Kühlvorrichtung nach den Fig. 3 bis 8 in dem Aus¬ trittsbereich zugewandten Ende, in Ansicht und stark vereinfachter schematischer Darstellung;
Fig. 10 eine mögliche Ausbildung eines Kühlelements im Formgebungsbereich der erfin- dungsgemäßen Formgebungseinrichtung in Seitenansicht gemäß Pfeil X in Fig. 11 und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 11 das Kühlelement nach Fig. 10 in Ansicht geschnitten gemäß den Linien XI - XI in Fig. 10 und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 12 eine mögliche Ausbildung eines weiteren Kühlelements im Austrittsbereich aus der erfindungsgemäßen Formgebungseinrichtung in Seitenansicht gemäß Pfeil XII in Fig. 15 und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 13 das weitere Kühlelement nach Fig. 12 in Ansicht gemäß Pfeil XIII in Fig. 12 und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 14 das weitere Kühlelement nach den Fig. 12 und 13 in Ansicht geschnitten gemäß den Linien XIV - XIV in Fig. 13 und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 15 das weitere Kühlelement nach den Fig. 12 bis 15 in Seitenansicht geschnitten ge¬ mäß den Linien XV - XV in Fig. 12 und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 16 einen Teilbereich des Doms im Austrittsbereich aus der erfindungsgemäßen Form¬ gebungseinrichtung in Seitenansicht gemäß Pfeil XVI in Fig. 17 und stark verein¬ fachter Darstellung;
Fig. 17 den Dom nach Fig. 16 in Seitenansicht geschnitten gemäß den Linien XVII - XVII in Fig. 16 und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 18 einen Teilbereich des Schmelzestroms innerhalb des Kanal am Ende des Teilab¬ schnittes mit der zusätzlichen Kühlvorrichtung in Ansicht und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 19 einen weiteren Teilbereich des Schmelzestroms am Ende der Formgebungseinrich¬ tung im Austrittsbereich in Ansicht und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 20 einen Teilbereich eines Schmelzestromes bei einer bisher bekannten Extrusionsan- lage mit Extrusionsdüse und Trockenkalibern im Bereich eines Trockenkalibers, in Ansicht und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 21 ein Detail der Formgebungseinrichtung nach der Fig. 2 in stark vergrößerter ver¬ einfachter Darstellung gemäß Detail XXI in Fig. 2;
Fig. 22 einen Teilbereich eines Gegenstandes im Anschlussbereich eines Steges an den
Profilmantel, in Ansicht geschnitten und stark vereinfachter Darstellung;
Fig. 23 einen Teil einer Extrasionsanlage mit einem Extruder und einer erfindungsge¬ mäßen Formgebungseinrichtung, in vereinfachter perspektivischer Darstellung;
Fig. 24 einen anderen Teil einer Extrusionsanlage mit zwei Extruder und einer erfindungs- gemäßen Formgebungseinrichtung, in vereinfachter perspektivischer Darstellung;
Fig. 25 einen bandförmigen Streifen als Anfahrhilfe für den Extrusionsvorgang, in verein¬ fachter perspektivischer Darstellung;
Fig. 26 ein Diagramm des Temperaturverlaufes in Bezug auf eine Wegstrecke im Vergleich zwischen bekanntem Abkühlverlauf und erfindungsgemäßem Abkühlverlauf;
Fig. 27 eine weitere mögliche Ausführungsform einer Formgebungseinrichtung, in Seiten¬ ansicht geschnitten und stark vereinfachter schematischer Darstellung;
Fig. 28 eine andere mögliche Ausbildung einer Formgebungseinrichtung, in Seitenansicht geschnitten und stark vereinfachter schematischer Darstellung.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben,
unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfin- dungsgemäße Lösungen darstellen.
In der Fig. 1 ist eine Extrusionsanlage 1 gezeigt, die aus einem Extruder 2, einer diesem nachgeordneten Formgebungseinrichtung 3, einer dieser nachgeordneten Kühleinrichtung 4 sowie gegebenenfalls einem Raupenabzug 5 bzw. nur einer Abzugsunterstützungseinrichtung für einen extrudierten Gegenstand 6 besteht. Der Raupenabzug 5 bzw. die Abzugsunterstüt¬ zungseinrichtung dient dazu, um den Gegenstand 6, beispielsweise ein Hohlprofil, insbeson¬ dere ein Hohlkammerprofil, aus Kunststoff für den Fenster- und/oder Türenbau in Extrusi- onsrichtung 7, ausgehend von der Formgebungseinrichtung 3 bzw. gegebenenfalls vom Ex¬ truder 2, durch die Kühleinrichtung 4 abzuziehen bzw. gegebenenfalls nur eine geringe Ab- zugskraft abhängig vom Profilquerschnitt auf den Gegenstand 6 auszuüben. Dieser Gegen¬ stand 6 kann aber auch durch ein so genanntes Vollprofil gebildet sein, welches ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Formgebungseinrichtung 3 herstellbar ist.
Die Formgebungseinrichtung 3 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einer dem Extru- der 2 unmittelbar nachgeordneten Einheit, in welcher der eintretende Schmelzestrang gleich¬ zeitig gekühlt und dabei hin zur gewünschten bzw. vorgegebenen Profilgeometrie umgeformt wird und die Formgebungseinrichtung 3 als nahezu formstabiler Gegenstand 6 verlässt. Die detaillierte Beschreibung der Formgebungseinrichtung 3 erfolgt in den nachfolgenden Figuren.
Der aus der Formgebungseinrichtung 3 austretende und zumindest in seinem Mantelbereich soweit formstabile Gegenstand 6 wird in der nachfolgenden Kühleinrichtung 4 soweit abge¬ kühlt, dass auch der Innenraum bzw. dessen Innenkammern entsprechend abgekühlt sind. Dabei beträgt nach Verlassen der Kühleinrichtung 4 die Profiltemperatur über deren gesam¬ ten Querschnitt ca. üblicher Räumtemperatur wie beispielsweise ca. 15°C bis 25°C. Die Kühleinrichtung 4 kann aus einem oder bevorzugt jedoch mehreren Unterdrucktanks 8, in welchen mehrere Kalibrierblenden 9 angeordnet sein können, gebildet sein. Einzelne der Ka¬ librierblenden 9 können aber auch nur zur Stützfunktion als Stützblenden für den Gegenstand 6 ausgebildet sein. Als Beispiel für einen derartig ausgebildeten Unterdrucktank 8 wird, um
unnötige Wiederholungen zu vermeiden, auf die DE 195 04 981 Al der Anmeldern! hinge¬ wiesen.
Es wäre aber auch möglich, nur einen aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannten Sprühtank einzusetzen. Dieser hat gegenüber dem als Wassertank ausgebildeten Unterdruck¬ tank den Vorteil, dass das Kühlmedium, insbesondere Wasser, nur auf den Gegenstand 6 auf¬ gesprüht wird. Dabei entfällt die ansonst wirkende Auftriebskraft des Profils im Kühlbad und der Gegenstand braucht innerhalb des Sprühtanks nicht weiter mit Stützblenden geführt wer¬ den. Ein Aufbau eines gegenüber dem Umgebungsdruck geringeren Druckes - also ein Un- terdruck - kann im Innenraum des Sprühtanks erfolgen.
Im Bereich des Extruders 2 befindet sich ein Aufnahmebehälter 10, in welchem ein Material, wie beispielsweise ein Gemisch bzw. ein Granulat zur Bildung eines Kunststoffes, bevorratet ist, welches mit zumindest einer Förderschnecke im Extruder 2 der Formgebungseinrichtung 3 zugeführt wird. Weiters umfasst der Extruder 2 noch eine Plastifiziereinheit, durch welche während des Durchtretens des Materials durch diese mittels der Förderschnecke sowie gege¬ benenfalls zusätzlicher Heizeinrichtungen das Material gemäß den diesem innewohnenden Eigenschaften unter Druck und gegebenenfalls Zufuhr von Wärme erwärmt, plastifiziert und dabei ausreichend aufbereitet und in Richtung der Formgebungseinrichtung 3 gefördert wird. Innerhalb der Formgebungseinrichtung 3 wird der Massestrom aus dem plastifizierten Mate¬ rial in Übergangszonen hin zum gewünschten Profilquerschnitt geführt bzw. umgeformt.
Bei bisher bekannten Anlagen war am Extruder 2 eine Extrusionsdüse bzw. ein beheiztes Profilwerkzeug angeordnet, welches den in dieses eintretenden Schmelzestrang unter Beibe- haltung sowie Zufuhr von Wärme hin zur Profilgeometrie umformte. In daran anschließenden Kalibrierwerkzeugen wurde dieser vorgeformte plastische Schmelzestrang dann entsprechend der gewünschten Profilgeometrie in bekannter Weise abgekühlt und dabei in seiner endgülti¬ gen Form festgelegt. Dabei konnte das oder konnten die Kalibrierwerkzeuge unmittelbar an die Extrusionsdüse anschließen, sodass sich der in der Extrusionsdüse aufgebaute Schmelze- druck bis hinein in das Kalibrierwerkzeug fortpflanzte.
Die Formgebungseinrichtung 3, die Plastifiziereinheit und der Aufnahmebehälter 10 sind auf einem Maschinenbett 11 abgestützt bzw. gehaltert, wobei das Maschinenbett 11 auf einer
ebenen Aufstandsfläche 12, wie beispielsweise einem ebenen Hallenboden, aufgestellt ist.
Die gesamte Kühleinrichtung 4 sowie nicht näher dargestellte Versorgungseinrichtungen für die Formgebungseinrichtung 3 sind bei diesem Ausführungsbeispiel auf einem Kalibriertisch 13 angeordnet bzw. gehaltert, wobei sich der Kalibriertisch 13 über Laufrollen 14 auf einer oder mehreren auf der Aufstandsfläche 12 befestigten Fahrschienen 15 abstützt. Diese Lage¬ rung des Kalibriertisches 13 über die Laufrollen 14 auf den Fahrschienen 15 dient dazu, um den gesamten Kalibriertisch 13 mit den darauf angeordneten Ein- bzw. Vorrichtungen in Ex- trusionsrichtung 7 — gemäß eingetragenem Pfeil - vom bzw. hin zur Formgebungseinrichtung 3 verfahren zu können. Um diese Verstellbewegung leichter und genauer durchführen zu können, ist dem Kalibriertisch 13 beispielsweise ein nicht näher dargestellter Verfahrantrieb zugeordnet, der eine gezielte und gesteuerte Längsbewegung des Kalibriertisches 13 hin zum Extruder 2 oder vom Extruder 2 weg ermöglicht. Für den Antrieb und die Steuerung dieses Verfahrantriebes können jegliche aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen und Aggre- gate verwendet werden.
Die Umformung und Kalibrierung erfolgt hier ausschließlich durch eine vollständige Tro¬ ckenkalibrierung. Weiters kann auch noch vorteilhaft sein, einen Zutritt von Umgebungsluft zwischen der Formgebungseinrichtung 3 und der ersten Kühlkammer der Kühleinrichtung 4 vollständig zu verhindern.
Der Unterdrucktank 14 bis 16 kann für den aus der Formgebungseinrichtung 3 austretenden Gegenstand 6 zumindest eine Kühlkammer aufweisen, welche durch ein vereinfacht darge¬ stelltes Gehäuse gebildet ist und durch die im Innenraum angeordneten und vereinfacht dar- gestellten Kalibrierblenden 9 in unmittelbar aufeinander folgende Bereiche unterteilt ist. Zur raschen Wärmeabfuhr aus dem Gegenstand 5 ist der Innenraum der Kühlkammer mit einem Kühlmedium zumindest teilweise gefüllt, wobei das Kühlmedium sowohl flüssig als auch gasförmig sein kann. Selbstverständlich kann das gleiche Kühlmedium aber auch in unter¬ schiedlichen Aggregatzuständen in der Kühlkammer vorhanden sein. Es ist aber auch zusätz- lieh noch möglich, den Innenraum der Kühlkammer auf einen gegenüber dem atmosphäri¬ schen Luftdruck geringeren Druck abzusenken.
Der Gegenstand 5 weist nach dem Austritt aus der Formgebungseinrichtung 3 eine durch
diese vorgegebene und formstabile Querschnittsform auf, welche in der daran anschließenden Kühleinrichtung 4 weiter gekühlt wird, bis aus dem Gegenstand 5 auch noch die innerhalb desselben enthaltene Restwärme abgeführt ist.
Für den Betrieb der Extrusionsanlage 1, insbesondere den am Kalibriertisch 13 angeordneten bzw. gehalterten Ein- bzw. Vorrichtungen sind diese mit einer nicht näher dargestellten Ver¬ sorgungseinrichtung verbindbar, mit welcher die unterschiedlichsten Aggregate, beispiels¬ weise mit einem flüssigen Kühlmedium, mit elektrischer Energie, mit Druckluft sowie mit einem Vakuum, beaufschlagt werden können. Die unterschiedlichsten Energieträger können je nach Bedarf frei gewährt und eingesetzt werden.
Zum Hindurchführen des Gegenstandes 6 durch die einzelnen Kalibrierblenden 9 weisen diese zumindest eine Kalibrieröffnung 16 bzw. einen Durchbruch auf, wobei einzelne Form¬ flächen der Kalibrieröffnung 16 zumindest bereichsweise einen äußeren Profilquerschnitt 17 des hindui-chführbaren Gegenstandes 6 begrenzen bzw. umgrenzen. Wie bereits zuvor be¬ schrieben, wird der Gegenstand 6 während des Hindurchtretens durch die Formgebungsein¬ richtung 3 zumindest im Bereich seines äußeren Profilmantels 18 soweit abgekühlt und das erweichte Kunststoffmaterial dabei verfestigt, dass die äußeren Profilsektionen des Hohlpro¬ fils bereits eine gewisse Eigensteifigkeit bzw. Festigkeit aufweisen. Um die noch im Profil- innenraum vorhandene Restwärme insbesondere im Bereich der Hohlkammern und der darin angeordneten Stege vollständig aus dem Gegenstand 6 abführen zu können, ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Kühleinrichtung 4 vorgesehen.
In den Fig. 2 bis 22 ist die Formgebungseinrichtung 3 bzw. deren die diese bildenden Einzel- teile näher dargestellt und beschrieben. So weist die Formgebungseinrichtung 3 in einem dem Extruder 2 zugewendeten bzw. zuwendbaren Eintrittsbereich 19 eine Einlassöffnung 20 für die aus dem Extruder 2 austretende und aufbereitete Kunststoffschmelze auf, welche hier nicht näher dargestellt ist. Weiters erstreckt sich ausgehend vom Eintrittsbereich 19 innerhalb der Formgebungseinrichtung 3 zumindest ein Kanal 21 hin in Richtung eines Austrittsbe- reichs 22. Der oder die Kanäle 21 werden von hier vereinfacht dargestellten äußeren bzw. inneren Kanalwandungen 23, 24 begrenzt. In einem schematisch durch eine Mittellinie dar¬ gestelltem Zentrum 25 ist ein Dorn 26 angeordnet, welcher zumindest bereichsweise Ab¬ schnitte der Kanalwandungen 24 ausbildet. Dabei kann der Dorn 26 aus einem aber auch aus
mehren Bauteilen gebildet sein. Weiters kann zumindest einzelnen der Kanalwandungen 23, 24 eine Kühlvorrichtung 27 für diese zugeordnet sein.
Innerhalb des Kanals 21 ist in dem dem Eintrittsbereich 19 unmittelbar benachbarten Bereich eine zusätzliche Kühlvomchtung 28 für die hindurchzuführende Kunststoffschmelze ange¬ ordnet. Diese zusätzliche Kühlvorrichtung 28 dient bei diesem Ausfuhrungsbeispiel dazu, bevorzugt in jenen Kanälen 21, die zur Ausbildung des Profilmantels 18 des Hohlprofils vor¬ gesehen sind, der Kunststoffschmelze im unmittelbaren Anschluss nach deren Eintritt in die Formgebungseinrichtung 3 eine hohe Wärmemenge zu entziehen.
Bei verwendeten, handelsüblichen PVC (Polyvinylchlorid) -Mischung weist die austretende Kunststoffschmelze beim Verlassen des Extruders ca. 200 °C auf. Nach dem Durchtritt der Kunststoffmasse durch den Teilabschnitt des Kanals 21, in dem die zusätzliche Kühlvorrich¬ tung 28 angeordnet ist, weisen gekühlte Randbereiche bereits eine Temperatur zwischen 80 0C und ca. 120 bis 130 0C auf. Das Ende der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 in Extrusions- richtung 7 gesehen, liegt dabei ca. in der Hälfte der Längserstreckung der gesamten Formge¬ bungseinrichtung 3.
Wie nun besser aus einer Zusammenschau der Fig. 3 bis 9 zu ersehen ist, weist die zusätz- liehe Kühlvorrichtung 28 in Extrusionsrichtung 7 gesehen, einen in etwa wellenförmig bzw. schlangenlinienförmig ausgerichteten Verlauf auf. Dadurch wird eine große Oberfläche in¬ nerhalb kleinster Räume erzielt, wodurch die Kühlwirkung der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 innerhalb des Schmelzestranges wesentlich erhöht und verbessert wird. In der Fig. 5 ist die zusätzliche Kühlvorrichtung 28 in Extrusionsrichtung 7 gesehen dargestellt, wobei zu- sätzlich noch in strichlierten Linien die den Kanal 21 begrenzende äußere bzw. innere Kanal¬ wandung 23, 24 dargestellt ist. Daraus ist weiters zu ersehen, dass die äußeren Begrenzenden der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 innerhalb des Kanals 21 von den Kanal Wandungen 23, 24 distanziert angeordnet ist.
Dadurch wird beim Hindurchführen der Schmelzestrang aus der abzukühlenden Kunststoff¬ schmelze im Bereich der zusätzlichen Kühlvorrichtungen schlangenlinienförmig aufgeteilt, wobei die den beiden Kanalwandungen 23, 24 zugewandte Teilströme des Schmelzestrangs während seiner inneren Kühlung über ihre Querschnitte durchlaufend und somit ununter-
brochen ausgebildet werden. Lediglich das Innere des Schmelzestranges wird durch die hier schlangenlinienförmig bzw. wellenförmig ausgebildete Kühlvorrichtung 28 aufgetrennt bzw. unterbrochen, wodurch eine rasche Abkühlung im Inneren des Schmelzestranges erfolgen kann. Durch diese rasche Abkühlung des zähplastischen Schmelzestranges kann bereits ein so genanntes Wandgleiten an den den Kanal 21 begrenzenden Kanalwandungen 23, 24 erzielt werden.
Darüber hinaus wäre es aber auch möglich, dass zumindest bereichsweise Teilabschnitte der den Kanal 21 begrenzenden Kanalwandungen 23, 24 aus einem Werkstoff gebildet sind, des- sen Oberflächenspannung gleich oder kleiner ist als jene, der durch den Kanal 21 hindurchzu¬ führenden Kunststoffschmelze. Das Wandgleiten ist von mehreren Faktoren abhängig, wobei als Beispiele hier nur die Temperaturdifferenz zwischen dem Schmelzestrang und den Kanal¬ wandungen 23, 24 sowie der Oberflächenspannung der in Berührung kommenden Materia¬ lien (Schmelzestrang-Kanalwandung) erwähnt sei.
So beträgt beispielsweise die Oberflächenspannung einer PVC-Schmelze ca. 37 mN/m bis 70 mN/m. Bisher verwendeter Werkzeugstahl weist eine Oberflächenspannung von ca. 2.500 mN/m auf. Um ein Wandgleiten zu erreichen, ist also ein Wert der Oberflächenspannung zu wählen, der gleich oder kleiner ist jener Oberflächenspannung der hindurchzufuhrenden Schmelze bzw. des Schmelzestanges. Dabei haben sich hier Werte um 20 mN/m und kleiner als günstig erwiesen. Hier sei als Werkstoff zur Ausbildung der Kanalwandungen 23, 24 bei¬ spielsweise PEEK (Polyetheretherketon) genannt, welcher hoch hitzebeständig ist und in welchem noch zusätzliche Verstärkungsfasem eingelagert sein können. Dieser Werkstoff weist beispielsweise eine Oberflächenspannung von 12 mN/m auf. Dieses Wandgleiten ist erwünscht, um die Drücke in der Formgebungseinrichtung zu senken und eine so genannte Blockströmung des hindurchzuführenden Materials zu erzielen, wodurch anschließend ein Aufquellen des Profilquerschnittes im Austrittsbereich 22 verhindert wird. Dabei kann der Schmelzestang nicht nur im Bereich seiner inneren Kühlung, sondern auch nachfolgend bei¬ spielsweise in jenem Teilabschnitt des Kanals 21 hindurchgeführt werden, welcher in den Austrittsbereich 22 mündet bzw. diesem zugewendet ist.
In der Darstellung der Fig. 6 ist weiters noch dargestellt, dass die zusätzliche Kühlvorrich¬ tung 28 über ihre Längserstreckung in Extrusionsrichtung 7 eine abnehmende Außenabmes-
sung 29 in senkrechter Richtung zur Extrasionsrichtung 7 aufweist. Diese Kühlvorrichtung 28 weist bei diesem Ausfuhrungsbeispiel eine in etwa zylinderförmig und somit parallel zum Zentrum 25 verlaufende Innenabmessung 30 auf,
Die zusätzliche Kühlvorrichtung 28 kann aus zwei zueinander wellenförmig und ineinander geschobenen Bauteilen gebildet sein, welche in den einander zugewandten Bereichen einen Aufhahmeraum für ein hier nicht näher dargestelltes Kühlmedium ausbilden. Das dem Aus¬ trittsbereich 22 zugewandte Ende der Kühlvorrichtung 28 ist dabei dichtend abgeschlossen, ebenso das dem Eintrittsbereich 19 zugewandte Ende, wie dies vereinfacht in den Fig. 9 bzw. 8 dargestellt ist. Dabei ist ein erster innerer Teil 31 zur Bildung der Kühlvorrichtung 38 so¬ wohl in dem der äußeren Kanalwandung 23 als auch der inneren Kanalwandung 24 zuge¬ wandten Bereich parallel ausgebildet. Ein weiterer äußerer Teil 32 der Kühlvorrichtung 28 ist sowohl in dem der äußeren Kanalwandung 23 als auch in dem der inneren Kanalwandung 24 zugewandten Bereich, ausgehend vom Eintrittsbereich 19 hin zum Austrittsbereich 22 konisch verjüngend ausgebildet. Dadurch bildet sich in dem, dem Eintrittsbereich 19 zuge¬ wandten Bereich der Kühlvorrichtung 28 an jedem Wellental bzw. Wellenberg die Möglich¬ keit zur Anordnung von hier nur vereinfacht dargestellten Zu- sowie Ableitungen 33, 34, von denen in der Fig. 3 nur die am Außenumfang angeordneten Ableitungen 34 dargestellt sind. Diese sind mit entsprechenden vereinfacht dargestellten Versorgungsleitungen — Fig. 7 - in- nerhalb der Formgebungseinrichtung 3 verbunden und ermöglichen diese eine Versorgung der Kühlvorrichtung 38 mit einem Kühlmedium. Dabei kann das Kühlmedium über die Zu- so wie Ableitungen 33, 34 in einem geschlossenen Kreislauf geführt sein und das Kühlme¬ dium innerhalb diesem hindurchgefülirt werden. In diesem geschlossenen Kreislauf ist auf¬ grund der hohen Menge an Wärmeabfuhr mindestens ein Kühler für das Kühlmedium vorzu- sehen, wobei zusätzlich noch entsprechende Fördervorrichtung vorzusehen sind. Die Zu- so¬ wie Ableitungen 33, 34 sind nur beispielhaft dargestellt, wobei die Zuleitung näher dem Zen¬ trum 25 und die Ableitung 34 weiter davon distanziert ist. Es wäre aber möglich die beiden Leitungen zu tauschen.
Um ein Hindurchströmen des Kühlmediums zwischen den einander unmittelbar benachbarten bzw. aneinander anliegenden Wandteilen der Kühlvorrichtung 28 zu ermöglichen, sind an deren einander zugewandten Seite jeweils entsprechende Vertiefungen und/oder Erhöhungen vorzusehen, um so Strömungskanäle für eine zwangsweise Durchströmung auszubilden. Da-
bei sind die einander zugewandten Strömungskanäle im Bezug zueinander gekreuzt auszu¬ führen, um ein Verschließen derselben bei einem Aneinanderanliegen sicher zu vermeiden.
Wie nun wiederum besser aus der Fig. 2 zu ersehen ist, weist der Kanal 21 über dessen Längserstreckung zwischen dem Eintrittsbereich 19 sowie dem Austrittsbereich 22 einen unterschiedlichen Längsverlauf, bezogen auf das Zentrum 25, auf. Darüber hinaus weist der Kanal 21 über dessen Längserstreckung, zwischen dem Eintrittsbereich 19 sowie dem Aus¬ trittsbereich 22 eine unterschiedliche Querschnittsabmessung, insbesondere einen abnehmen¬ den und/oder zunehmenden Querschnitt, auf.
Ein Teilabschnitt des Doms 26 im Bereich der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 weist gegen¬ über der im Eintrittsbereich 19 angeordneten Einlassöffnung 20 eine dazu größere Außenab¬ messung 35 auf. Dadurch wird der in die Einlassöffnung 20 eintretende Schmelzestrang durch einen an die Einlassöffnung 20 anschließenden Verteilkanal 36 durch die größere Außen- abmessung 35 des Doms 22 in seiner Querschnittsabmessung konisch erweitert und somit aufgeweitet und mündet nach Durchströmen des Verteilkanals 36 in den Teilabschnitt des Kanals 21, in welchem die zusätzliche Kühlvorrichtung 28 angeordnet ist.
Dem entlang der beiden Kanalwandungen 23, 24 entlang gleitenden Schmelzestrom wird im Bereich der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 durch zumindest ein Kühlelement 37, 38 der innerhalb der Formgebungseinrichtung angeordneten Kühlvorrichtung 27 Wärme entzogen und somit auch hier gekühlt. Diese beiden Kühlelemente 37, 38 können beispielsweise durch den zuvor beschriebenen, hoch hitzebeständigen Kunststoffwerkstoff PEEK gebildet sein, um so ein Wandgleiten zu erzielen.
Als Vereinfachung in der Herstellung bzw. Fertigung kann der Kanal 21 im Bereich der zu¬ sätzlichen Kühlvorrichtung 28 in einer senkrecht zur Extrusionsrichtung 7 ausgerichteten Ebene einen kreisringförrnigen Kanalquerschnitt aufweisen. Es wären aber auch andere Querschnittsformen für den Kanal 21 wie z.B. quadratisch, rechteckig, oval mehreckig usw. möglich. Die äußere, den Kanal 21 im Bereich der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 begren¬ zende Kanalwandung 23 kann über deren Längserstreckung, bezogen auf das Zentrum 25, vom Eintrittsbereich 19 hin auf den Austrittsbereich 22 verjüngend ausgebildet sein. Bei die¬ sem Ausfuhrungsbeispiel ist die innere, den Kanal 21 im Bereich der zusätzlichen Kühlvor-
richtung 28 begrenzende Kanalwandung 24 über deren Längserstreckung, bezogen auf das Zentrum 25 zylindrisch bzw. parallel verlaufend ausgerichtet. Dadurch wird der Schmelze¬ strom während seinem Hindurchtreten durch diesen Teilabschnitt des Kanals 21 im Bereich der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 in seiner Querschnittsabmessung abnehmend ausgebil- det und damit zusammengepresst.
Ein Teilabschnitt des Kanals 21 im Bereich des Austrittsbereiches 22 entspricht in seinem Querschnitt bzw. den Querschnittsabmessungen dem auszuformenden Querschnitt des her¬ zustellenden Gegenstandes 6, insbesondere Hohlprofils. Dabei ist dieser Teilabschnitt des Kanals 21 in seiner Längserstreckung entsprechend der Profilkontur parallel zur Extrusions- richtung 7 bzw. dem Zentrum 25 ausgebildet.
Zwischen dem zuvor beschriebenen Teilabschnitt des Kanals 21 mit der zusätzlichen Kühl¬ vorrichtung 28 und dem zuletzt beschriebenen parallel ausgerichteten Teilabschnitt des Ka- nals 21 im Austrittsbereich 22 ist ein weiterer Teilabschnitt mit einem, bezogen auf das Zent¬ rum 25, abnehmenden Querschnitt bzw. abnehmender Abmessung angeordnet, wie dies etwa in der Hälfte der Formgebungseinrichtung 3 angedeutet ist. Dabei wird der durch den Kanal 21 hindurchtretende Schmelzestrang bzw. Schmelzestrom, wie bereits zuvor beschrieben, im Teilabschnitt der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 gekühlt und in dem daran anschließenden weiteren Teilabschnitt hin auf die gewünschte Profilgeometrie umgeformt, wobei der Quer¬ schnitt des Kanals 21 am Ende dieses weiteren Teilabschnitts nahezu der herzustellenden Profilgeometrie des Hohlprofils entspricht. Es wäre aber auch unabhängig davon möglich, den weiteren Teilabschnitt des Kanals 21 nicht mit einer abnehmenden Abmessung bzw. einem abnehmenden Querschnitt sondern mit einem gegenüber dem Teilabschnitt mit der zusätzlichen Kühlung 28 vergrößerten Querschnitt bzw. Abmessung auszubilden. Dabei wird der zusätzlich in seinem Inneren gekühlte Schmelzestrang zur Ausbildung des Profilmantels 18 im Anschluss an die innere Kühlung auf den herzustellenden Profilquerschnitt durch Ver¬ größerung seiner äußeren Abmessung umgeformt. Dies ist jedoch nicht näher dargestellt.
Wie aus der Darstellung der Fig. 2 zu ersehen ist, sind bei diesem Ausführungsbeispiel allen Teilabschnitten des Kanals 21 zur Ausbildung des Profilmantels 18 zumindest bereichsweise, bevorzugt jedoch durchlaufend, Kühlelemente 37 bis 42 der Kühlvorrichtung 27 zugeordnet bzw. bilden diese aus.
Zur Erleichterung der zuvor beschriebenen Umformung des bereits abgekühlten Schmelze¬ stranges im unmittelbaren Anschluss an den Teilabschnitt des Kanals 21 mit dem Kühlele¬ ment 28 ist es vorteilhaft, in diesem weiteren Teilabschnitt des Kanals 21 zumindest einzel¬ nen der Kanalwandungen 23, 24 zumindest einen Schwingungserzeuger zuzuordnen. Damit kann der Schmelzestrang während seinem Durchtritt durch die Formgebungseinrichtung 3 mit Schwingungen bzw. Vibrationen behandelt werden, wodurch die Umformung in diesem Bereich auf die herzustellende Profilgeometrie zusätzlich erleichtert wird. Diese Behandlung mit Schwingungen bzw. Vibrationen soll anschließend an die zusätzliche innere Kühlung durchgeführt werden.
Wie bereits zuvor beschrieben wird der bereichs weise abgekühlte Schmelzestrang in seinem Teilabschnitt während des Durchtritts durch den Kanal 21 im Bereich des Austrittsbereichs 22 auf den auszuformenden Querschnitt des herzustellenden Hohlprofils endgültig umge¬ formt und verfestigt, dass dieser bereits aus der Formgebungseinrichtung 3 als formstabiler Gegenstand 6 austritt. Wie zuvor beschrieben, wird bevorzugt zur Vereinfachung der Herstel¬ lung bzw. Fertigung einzelner Teile der Formgebungseinrichtung 3 diese ausgehend vom Eintrittsbereich 19 hin bis zu dem Ende des Teilabschnitts des Kanals 21 mit der darin ange¬ ordneten Kühlvorrichtung 28 rotationssymmetrisch in Bezug auf das Zentrum 25 ausgebildet. Dabei können beispielsweise die beiden Kühlelemente 37, 38 in diesem Abschnitt als einfa- che Spritzgussteile hergestellt werden. Dieser Teilabschnitt der Formgebungseinrichtung 3 kann dann als unabhängig von der auszuformenden Profilgeometrie zu feitigender Standard¬ teil ausgebildet sein, wobei hier auf die Höhe des Massendurchsatzes und der benötigten Menge an Kunststoffschmelze zur Ausbildung der Profilgeometrie Rücksicht zu nehmen ist. Dadurch können unterschiedliche Größen im Bezug auf den Querschnitt bzw. Außenabmes- sung standardmäßig Verwendung finden.
In den Fig. 10 und 11 ist vereinfacht eine Möglichkeit zur Ausbildung des Kühlelements 39 mit der den Kanal 21 im Bereich seiner Außenseite begrenzenden Kanalwandung 23 darge¬ stellt, wobei dieses Kühlelement 39 gleichzeitig auch als Leiteinrichtung innerhalb der Form- gebungseinrichtung 3 im Umformbereich dient. In dem dem Austrittsbereich 22 zugewandten Ende weist dieses Kühlelement 39 eine äußere Umrissform des Profilquerschnittes 17 auf, wie dies am besten aus der Fig. 10 zu ersehen ist. Dabei sei erwähnt, dass dieser hier gezeigte Profilquerschnitt nur beispielhaft für eine Vielzahl von möglichen Profilverschnitten gewählt
ist. Dabei erfolgt die Überführung bzw. Umformung, ausgehend von einer kreisringförmig ausgebildeten Querschnittsfläche des Schmelzestranges bin zu dem gewünschten Profilquer¬ schnitt. Die hier beschriebene kreisringförmig ausgebildete Querschnittsfläche kann aber auch jede beliebige andere Querschnittsform aufweisen.
Aufgrund der in Extrusionsrichtung 7 gesehen hier rund ausgebildeten Außenabmessung und dem zuvor beschriebenen abnehmenden Kanalquerschnitt im Bereich der Kanalwandung 23 hin zum Profilquerschnitt 17 bildet sich in senkrechter Richtung auf die Extrusionsrichtung 7 gesehen - also in seinem Längsschnitt - ein in etwa dreieckförmiger Wandteil 43 aus, der in seinem Inneren einen umlaufenden Hohlraum 44 aufweisen kann.
Wie bereits zuvor beschriebenen, ist in diesem Teilabschnitt des Kanals 21 der Schwingungs¬ erzeuger für die Behandlung des umzuformenden, bereits abgekühlten Schmelzestroms ange¬ ordnet, um diese Umformung leichter durchführen zu können. Wird der Hohlraum 44 bei- spielsweise mit einem entsprechenden Druckmedium beaufschlagt, welches z.B. über eine Mehrkolbenpumpe zugeführt wird, werden je nach Hubanzahl pro Zeiteinheit Druckspitzen in dem Medium erzeugt, wobei diese Druckspitzen ein Schwingen bzw. Vibrieren der Kanal¬ wandungen 23 hervorrufen. Der besseren Übersichtlichkeit halber wurde auf die detaillierte Darstellung dafür nötiger Zu- bzw. Ableitungen bzw. der entsprechenden Einrichtungen ver- ziehtet.
In den Fig. 16 und 17 ist ein Teil des Doms 26 der Formgebungseinrichtung 3 gezeigt, wel¬ cher sich ausgehend vom Austrittsbereich 22 hin in Richtung auf den Eintrittsbereich 19 in die Formgebungseinrichtung 3 hinein erstreckt. Die schräg zur Extrusionsrichtung 7 verlau- fende innere Kanalwandung 24 des den Kanal 21 begrenzenden Abschnitts bildet sowohl das zuvor beschriebene Kühlelement 40 als auch gegebenenfalls einen weiteren Schwingungser¬ zeuger für die innere Kanalwandung 24 aus. Dazu ist wiederum ein bevorzugt umlaufender Hohlraum 45 der Kanalwandung 24 unmittelbar benachbart im Dorn 26 vorgesehen, welcher, wie bereits zuvor beschrieben, mit einem pulsierenden Druckmedium zur Schwingungserzeu- gung beaufschlagt werden kann. Es wäre aber auch möglich, die Schwingungen auf elektro¬ magnetischem Wege oder ähnlichem zu erzeugen. Die Frequenz der Schwingungen ist dabei abhängig vom Werkstoff der hindurchtretenden Kunststoffschmelze, dem Abkühlungsrad derselben sowie der dabei erzeugten Energie, welche als Reibungsenergie in die Kunststoff-
masse eingebracht und dadurch der Umform- sowie Verbindungsvorgang von dem zuvor aufgetrennten Inneren des Schmelzestranges im Bereich der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 begünstigt wird. Zur Materieleinsparung kann es vorteilhaft sein, das Innere des in den Fig. 16, 17 dargestellten Doms 26 zumindest bereichsweise hohl auszubilden.
Der zuvor detailliert beschriebene Längsverlauf des Kanals 21 dient zur Ausbildung des Pro¬ filmantels 18 des Hohlprofils. Zumeist weist das Hohlprofil jedoch in seinem Inneren zumin¬ dest einen, bevorzugt mehrere Stege auf. Zur Ausformung derselben weist der Dorn 26 zu¬ mindest einen weiteren Kanal 46 zur Ausbildung derselben innerhalb des Hohlprofils auf.
Wie nun wiederum besser aus der Fig. 2 zu ersehen ist, wird der den Profilmantel 18 bilden¬ de, vorgekühlte Schmelzestrang innerhalb des Kanals 21 durch die Formgebungseinrichtung 3 hindurch geführt. Ein Teil des Doms 26 weist in dem dem Eintrittsbereich 19 zugewandten Bereich eine Zuströmöffnung 47 zur Ausformung der Stege innerhalb des Hohlprofils und so zur Ausbildung eines Hohlkammerprofils auf. Der zuvor in den Fig. 16 und 17 beschriebene Abschnitt des Doms 26 weist in dem dem Eintrittsbereich 19 zugewandten Bereich ein kegel¬ förmig ausgebildetes Ende 48 auf, welches den durch die Zuströmöffnung 47 zugeleiteten Schmelzestrom hin zu den jeweiligen, innerhalb des Doms 26 ausgebildeten, weiteren Kanä¬ len 46 überleitet. Zur Vereinigung des Kanals 21 zur Ausbildung des Profilsmantels 18 und der oder die weiteren Kanäle 46 zur Ausbildung der Stege werden diese hier am Ende des zwischen dem Teilabschnitt des Kanals 21 mit der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 und dem Teilabschnitt des Kanals 21 im Austrittsbereich 22 ausgebildeten, weiteren Teilabschnitts an den einander zugewandten Randbereichen zusammengeführt.
Dadurch ist es möglich zuerst jene Teilabschnitte des gesamten Schmelzestroms, welche zur Ausbildung des Profilmantels 18 vorgesehen sind, ausreichend abzukühlen und umzuformen und anschließend daran erst mit den innerhalb des Profilmantels 18 angeordneten Stegen in¬ nerhalb der Formgebungseinrichtung 3 zu vereinen.
Eine mögliche Ausbildung des Anschlusses eines Steges an den Profümantel 18 ist verein¬ facht in der Fig. 22 dargestellt. So weist der Profümantel 18 gegenüber dem Steg eine dazu größere Wandstärke auf. Im Anschlussbereich des Steges an eine Innenwand 49 des Profil¬ mantels 18 weist dieser eine querschnittsmäßige Erweiterung, beispielsweise in Form eines
Schwalbenschwanzes auf. Zur Vermeidung von Schwächungsstellen innerhalb des Profil¬ mantels 18 soll der Steg in etwa im Bereich einer Innenwand 49 enden. Ausgehend von der Innenwand 49 hin in Richtung auf den Steg weist der Profilmantel 18 einen Übergangsbe¬ reich 50 auf, welcher mit dem schwalbenschwanzförmig ausgebildeten Steg nach Ausfor- mung in Eingriff steht. Es wäre aber auch möglich anstelle der Schwalbenschwanzverbin¬ dung andere formschlüssige Verbindungen, wie beispielsweise Durchbrüche, Rippen oder dgl. vorzusehen. Ist noch eine ausreichende Wärme zur Verbindung der Randbereiche der Stege mit der Innenwand 49 des Profilmantels 18 vorhanden, kann eine üblicherweise ver¬ wendete Anschlussausbildung zwischen Steg und Profümantel 18 erfolgen.
Zur Abkühlung der Stege innerhalb des Doms 26 können diesem weitere Kühlelemente 51 zugeordnet sein, um auch diese Kunststoffmasse entsprechend abkühlen zu können. Dabei können diese Kühlelemente 51 auch beidseitig der Kanäle 46 bzw. auch umlaufend dazu an¬ geordnet sein.
In den Fig. 12 bis 15 ist eine mögliche Ausbildung des Kühlelements 41 gezeigt, welches sich ausgehend vom Austrittsbereich 22 hin in Richtung des Eintrittsbereichs 19 in die Form¬ gebungseinrichtung 3 hinein erstreckt. Mit seiner zuvor beschriebenen Kanalwandungen 23 begrenzt dieses Kühlelement 41 den Kanal 21 zur Ausbildung des Profilmantels 18 in seinem äußeren Umfangsbereich. Innerhalb des Kühlelements 41 sind vereinfachte Kühlkanäle 52 dargestellt, welche unterschiedlichst aus dem allgemeinen Stand der Technik ausgebildet sein können. Der oder die Kühlkanäle 52 sind außen bevorzugt umlaufend über den Profilquer- schnitt 17 des abzukühlenden Gegenstandes 6 angeordnet, wobei diese auch spiralförmig über den Längs verlauf in Richtung der Extrusionsrichtung 7 angeordnet sein können. Auf die detaillierte Darstellung sowie Beschreibung der entsprechenden Zu- sowie Ableitungen wur¬ de der besseren Übersichtlichkeit halber verzichtet.
Dieses Kühlelement 41 sowie auch die zuvor bereits beschriebenen, weiteren Kühlelemente 37, 38 und 39 können auch so genannte Einsatzelemente in einem die Formgebungseinrich- tung 3 bildenden Grundkörper 53 darstellen. Dadurch ist es möglich, die Kühlelemente 37 bis 42 sowie den Dorn 26 aus zueinander unterschiedlichen Werkstoffen auszubilden, wobei an jeder Stelle innerhalb der Kanäle 21, 46 der dafür geeignete Werkstoff einsetzbar ist. So kann auf das zuvor bereits beschriebene Wandgleiten, eine ausreichende Abriebfestigkeit sowie
weiterer Erfordernisse bedacht genommen werden. So kann beispielsweise der sich vom Aus¬ trittsbereich 22 hin auf den Eintrittsbereich 19 erstreckende Dorn 26 bzw. Dornabschnitt so¬ wie gegebenenfalls die Kühlelemente 39, 41 aus einem keramischen Werkstoff gebildet sein. Dieser keramische Werkstoff weist eine hohe Beständigkeit gegen Verschleiß auf. Es wäre aber auch möglich, die zuvor beschriebenen Kühlelemente auch aus speziellen Legierungen, Kunststoffen bzw. Kunststoffmischungen herzustellen.
Aus einer Zusammenschau der Fig. 2 und 21 ist zu ersehen, dass am Beginn des Kanalab¬ schnittes des Kanals 21, in welchem die zusätzliche Kühlvorrichtung 28 angeordnet ist, zwi- sehen dem Grundkörper 53 und dem in den Grundkörper 53 der Formgebungseinrichtung 3 eingesetzten Kühlelement 37 an dessen dem Eintrittsbereich 19 zugewandten Stirnbereich 54 ein vereinfacht dargestellter Verteilkanal 55 in den Kanal 21 hinein mündet. Dieser Verteil¬ kanal 55 bzw. Zuleitung ist bei diesem Ausführungsbeispiel der äußeren Kanal wandung 23 des Kanals 21 zugeordnet und dient zur Zufuhr eines Schmier- bzw. Gleitmittels. Es wäre aber auch möglich, auch der inneren Kanalwandung 24 sowie den Kanälen 46 zu Ausbildung der Stege einen weiteren Verteilkanal 55 für die Zufuhr des Schmier- bzw. Gleitmittels zuzu¬ ordnen. Dieses Schmier- bzw. Gleitmittel soll in erster Linie dazu dienen, das Wandgleiten der durch den Kanal 21 sowie gegebenenfalls den Kanal 46 hindurch tretenden Kunststoff¬ schmelze während deren Abkühlung bis zur Ausbildung einer Blockströmung zu unterstützen bzw. zu gewährleisten. Als Schmier- bzw. Gleitmittel können Wachse oder Öle Verwendung finden, welche bei derartig hohen Temperaturen sich in einem fließfähigen Aggregatzustand befinden. Diese Wachse und Öle sind auch bereits in gewissen P VC-Mischungen eingelagert und dienen dort ebenfalls zur Gleitunterstützung. Diese verwendeten Gleit- bzw. Schmiermit¬ tel können weiters auch noch dazu dienen, nach dem Erkalten als Schutzschicht am Profil haften zu bleiben, um das Profil wasser- bzw. schmutzabweisend mit einem dünnen Film zu umgeben. Weiters können diese Schmier- bzw. Gleitmittel auch noch Zusätze enthalten, wel¬ che als Filter für unterschiedlichste Strahlung, wie beispielsweise UV-, Infrarotstrahlung , usw. dienen können. Darüber hinaus wäre es aber auch noch möglich, mit dieser Schutz¬ schicht einen so genannten Lotuseffekt zu erzielen, um das Anhaften von Schmutzpartikeln oder aber auch Wasser zu verhindern bzw. zu erschweren und gegebenenfalls auch eine Selbstreinigung zu erzielen.
Der zuvor beschriebene Verteilkanal 55 kann über den gesamten Außenumfang des Kanal-
bzw. Profilquerschnittes 17 durchlaufend ausgebildet sein. Dies gilt auch für den weitern Verteilkanal 55 im Bereich der inneren Kanalwandungen 24 sowie auch der den Kanal 46 oder die Kanäle 46 begrenzenden Kanalwandungen.
In der Fig. 18 ist ein Teilquerschnitt des Kanals 21 mit der darin angeordneten und bereits ge¬ kühlten Kunststoffschmelze sowie der innerhalb des Kanals 21 zusätzlich angeordneten Kühlvorrichtung 28 vereinfacht dargestellt. Dabei ist die Kühlvorrichtung 28 vereinfacht in Schlangenlinienform bzw. Wellenform ausgebildet. Die Kühlvorrichtung 28 weist bei diesem hier dargestellten Ausfuhrungsbeispiel an dem dem Austrittsbereich 22 näher liegenden Ende beispielsweise eine Temperatur zwischen 60 und 80 0C auf. Teilbereiche der hier dargestell¬ ten und den Kanal 21 begrenzenden Kühlelemente 37, 38 weisen dabei eine ähnliche Tempe¬ ratur zwischen 60 und 80 ° C auf. Randbereiche 56 der gekühlten Kunststoffmasse, welche den Kanal Wandungen 23, 24 zugewandt sind, weisen bei entsprechender Kühlung durch die beiden nur teilweise dargestellten Kühlelemente 37, 38 eine Temperatur zwischen 100 und 130 °C auf.
Ein an die Kühlelemente 28 unmittelbar anschließender Abschnitt 57 weist hier eine Tempe¬ ratur zwischen 100 und 130 °C auf. Ein weiterer Abschnitt 58, der benachbart dem Abschnitt 57 verläuft und sich in ins Zentrum der Wellenform erstreckt, weist ca. eine Temperatur von 150 °C auf. Im Zentrum der Wellenform soll ein schmaler Schmelzestreifen erhalten bleiben, welcher als Abschnitt 59 in der Fig. 18 dargestellt ist, wobei dieser in einem Temperaturbe¬ reich zwischen 160 und 170 ° liegen soll.
Durch die bereits zuvor beschriebene große Fläche der Kühlvorrichtung 28 und der wellen- förmigen Aufteilung des Schmelzestranges in seinem Querschnitt wird die Verformung nach dem Austritt aus dem Teilabschnitt des Kanals 21 mit der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 hin in den Teilabschnitt des Kanals 21 im Austrittsbereich 22 wesentlich erleichtert, da so¬ wohl durch die Abnahme des Kanalquerschnittes als auch der Außenabmessung eine starke Kompression auf die hindurchtretende Kunststoffschmelze ausgeübt wird, und durch die wel- lenlinienförmige Aufteilung die Kunststoffmasse in ihrem Inneren leichter gegeneinander verschiebbar bzw. verformbar ist. In diesem Verformungs- bzw. Übergangsbereich zwischen dem Teilabschnitt des Kanals 21 mit der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 und dem Teilab¬ schnitt des Kanals 21 im Austrittsbereich 22 erfolgt innerhalb des Schmelzestranges ein
Temperaturausgleich zwischen den zuvor beschriebenen Abschnitten 57 und 59.
In der Fig. 19 ist ein Teilquerschnitt des Profilmantels 18 am Ende der Formgebungseinrich¬ tung 3 in deren Austrittsbereich 22 dargestellt. Die Aufteilung der Temperaturbereiche inner- halb des Querschnitts wurde vereinfacht durch strichlierte Linien angedeutet, wobei ausge¬ hend von den Randbereichen des Profilmantels 18 verschiedene Abschnitte 60 bis 64 einge¬ tragen worden sind und Abschnitte mit gleichen Bezugszeichen gleiche Temperaturbereiche bzw. Temperaturwerte aufweisen. So betragen die Temperaturwerte der beiden, den Randbe¬ reichen des Profilmantels 18 unmittelbar benachbarten Abschnitte 60 ca. 50 °C. Die weiteren daran hin in Richtung der Mitte des Profilmantels 18 anschließenden Abschnitte 68 weisen eine Temperatur zwischen 60 ° und 70 °, die weiteren Abschnitte 62 eine Temperatur zwi¬ schen 80 und 85 0C, die weiteren Abschnitte 63 zwischen 85 0C und 90 °C und schließlich der in der Mitte angeordnete Abschnitt 64 eine Temperatur von ca. 100 °C bis 110 0C auf.
Daraus ist zu ersehen, dass zumindest die Randbereiche des Profilmantels 18 eine derart niedrige Temperatur aufweisen, dass der aus der Formgebungseinrichtung 3 austretende Ge¬ genstand 6 formstabil und die noch im Profil enthaltene Restwärme durch eine einfache Nachkühlung abzuführen ist.
Als Abzugsgeschwindigkeit für den Gegenstand 6 aus der Formgebungseinrichtung 3 wurde für die Ermittlung der Temperaturschaubilder in den Fig. 18 und 19 eine Abzugsgeschwin¬ digkeit von 4 m/min angenommen. Die in die Formgebungseinrichtung 3 eintretende Kunst¬ stoffschmelze weist dabei eine Temperatur von ca. 200 °C auf. Die Darstellung der Tempera¬ turverteilung in der Fig. 18 ist nach einer Zeitdauer von 6 sec ermittelt worden, wobei sich dieser Querschnitt, wie bereits zuvor beschrieben, am Ende der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 befindet. Bei bisher bekannten und eine Extrusionsdüse aufweisenden Extrusionsanlagen befinden sich die Kunststoffschmelze noch innerhalb der üblicherweise verwendeten Extru¬ sionsdüse und weist dort noch die ca. 200 °C auf.
Weiters ist bei dieser Formgebungseinrichtung 3 vorgesehen, dass der Extruder 2 das aufbe¬ reitete Kunststoffmaterial durch die Formgebungseinrichtung 3 hindurchdrückt bzw. schiebt und deshalb auch auf einen Raupenabzug 5 gegebenenfalls verzichtet werden kann. Um Stauchungen des aus der Formgebungseinrichtung 3 austretenden Gegenstandes 6 während
dem Hindurchtreten durch die Kühleinrichtung 4 zu vermeiden, kann eine Transportunter¬ stützung mit einer Zugkraft von ca. 2000 N Verwendung finden. Dabei kann diese Trans¬ portunterstützung beispielsweise durch ein Förderband mit Saugnäpfen oder aber auch ein Vakuumband erfolgen.
In der Fig. 20 ist ein Teilabschnitt des Profilmantels 18 gezeigt, wie der Abkühlungsverlauf bei bisher bekannten Extrusionsanlagen mit Extrusionsdüse und nachfolgender Trockenkalib¬ rierung stattgefunden hat. Für diese Darstellung wurde ein Zeitpunkt gewählt, bei welchem der herzustellende Gegenstand 6 bereits ca. 50 cm in die Trockenkalibrierung eingetreten ist. Die hier ebenfalls vereinfacht eingetragenen Abschnitte 65 bis 69 weisen ausgehend von dem hier dargestellten ersten Abschnitt 65 hin in Richtung auf das Innere des Gegenstandes 6 eine ständige Temperaturzunahme auf, wobei der Abschnitt 65 ca. eine Temperatur von 90 °C, der weitere Abschnitt 66 eine Temperatur von ca. 110 0C, der weitere Abschnitt 61 von ca. 155 0C, der weitere Abschnitt 68 von ca. 170 0C und schließlich der letzte Abschnitt 69 eine Temperatur von ca. 190 0C aufweist. Aus einer Zusammenschau der Fig. 19 und 20 ist zu ersehen, dass durch die rasche innere Abkühlung des Schmelzestroms unmittelbar nach des¬ sen Eintritt in die Formgebungseinrichtung 3 die Kunststoffschmelze wesentlich rascher ab¬ gekühlt wird, als bei bisher bekannten Verfahren.
Die zuvor detailliert beschriebene Formgebungseinrichtung 3 kann in einem so genannten Hülsenkonzept aufgebaut werden, wobei der die Formgebungseinrichtung 3 in seinem äuße¬ ren umgebende bzw. bildende Grundkörper 53 aus einem kostengünstigen Normstahl gebil¬ det sowie gegebenenfalls geteilt ausgeführt und zu einer Baueinheit zusammengesetzt sein kann. Dabei kann die Baulänge der erfindungsgemäßen Foπngebungseinrichtung 3 beispiels- weise zwischen 300 mm und 1.000 mm betragen, wobei dies abhängig von der Ausstoßleis¬ tung ist. Die zur Ausformung bzw. Umformung des Schmelzestranges im Lineren der Form¬ gebungseinrichtung 3 angeordneten Kühlelemente 37 bis 42 bzw. der Dorn 26 sind hülsen- förmig ineinander setzbar ausgebildet und im Grundkörper 53 gehalten. Durch diesen erfolgt auch die Zu- sowie Ableitung entsprechend benötigter Kühlmittel, Schmiermittel, Energie- Versorgung usw. Als Keramikwerkstoffe können beispielsweise Bornitrit oder Siliziumnitrit oder Zirkonnitrit Verwendung finden. Diese zeichnen sich durch hohe Verschleißfestigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit sowie zähes Material aus.
Mit Vorteil wird ein Wandgleiten der durch den Kanal 21, 46 oder die Kanäle 21, 46 hin- durchzufiihrenden Kunststoffschmelze bei Verwendung einer Beschichtung erzielt. Dabei können die entsprechend gewünschten Oberflächeneigenschaften der Kanal Wandungen 23, 24 über den Längsverlauf des Kanals 21, 46 auf unterschiedlichste Anforderungen und Ein- satzbedingungen eingestellt werden. Das Aufbringen kann dabei beispielsweise durch Tau¬ chen und anschließendes Trocknen erfolgen, wobei die Aufbringung derartiger Beschichtun- gen zyklisch, nach jedem Reinigungs- bzw. Wartungsvorgang der Formgebungseinrichtung, erfolgen kann. Diese Beschichtung kann sowohl auf herkömmliche Bauteile aus Stahl bzw. Eisenwerkstoff, als auch auf die aus den unterschiedlichsten Werkstoffen gebildeten Kühl- elemente 37 bis 42 aufgebracht werden. Dabei kann die Beschichtung aus der Gruppe von Bornitrit, Siliziumnitrit, Zirkonnitrit oder einer Nanobeschichtung gewählt sein. Durch ent¬ sprechend eingearbeitete Oberflächenstrukturen auf den Kanalwandungen 23, 24 kann eben¬ falls ein Wandgleiten des Schmelzestranges an diesen erzielt werden.
Weiters können die Kühlelemente 37 bis 42 als Standardbauteile vorgefertigt. Dabei kann ein Spritzgussverfahren Anwendung finden, wobei hier auf einfache Art und Weise durch ent¬ sprechende Wahl des Werkstoffes auf die Oberflächenspannung im Hinblick auf das Wand¬ gleiten Rücksicht genommen werden kann sowie zusätzlich noch im Spritzgussverfahren eine Oberflächenstruktur für das Verbessern des Wandgleitens einformbar ist. So ist ein modular- tiger Aufbau der Formgebungseinrichtung 3 zu erzielen.
Dadurch können Bauteile geschaffen werden, welche in einem Arbeitsvorgang als einstü¬ ckige Bauteile ausgebildet werden, und diese ohne hohen Fügeaufwand modulartig zur Form¬ gebungseinrichtung 3 zusammengesetzt werden können.
In den Fig. 23 und 24 sind vereinfachte Möglichkeiten zur räumlich getrennten Herstellung von Profilmantel 18 und Stegen innerhalb des Gegenstandes 6 gezeigt.
Bei der in der Fig. 23 gezeigten Lösung wird ein einziger Extruder 2 verwendet, bei welchem am Extruderende ein Teilstrom des aus diesem austretenden Massestroms mittels einer ver¬ einfacht dargestellten Leitung 70 abgezweigt wird und dieser Teilstrom der Kunststoffmasse zur Herstellung der Stege innerhalb des Profilmantels 18 dient. An dem Extruder 2 ist eine zweistufige Formgebungseinrichtung 71 vereinfacht dargestellt, wobei in der ersten Stufe,
wie bereits zuvor beschrieben, die Innenstege erzeugt und gekühlt werden, wobei die Zufuhr der Kunststoffschmelze über die Leitung 70 erfolgt. Die in der ersten Stufe hergestellten In¬ nenstege werden in die zweite unmittelbar daran in Extrusionsrichtung 7 nachfolgende zweite Stufe eingeführt und dort zum fertig herzustellenden Gegenstand 6 mit dem Profilmantel 18 umgeben bzw. zusammengeführt. Die Vorteile liegen in einer wesentlich besseren Kühlleis¬ tung, einer exakteren Führung und Positionierung der Innenstege, einer Minimierung des Verzugs sowie einer einfacheren Konstruktion im Vorhinein.
In der Fig. 24 ist ebenfalls eine zweistufige Formgebungseinrichtung 71 dargestellt, an wel- eher jedoch zwei Extruder angeschlossenen sind. So liefert der in Extrusionsrichtung 7 aus¬ gerichtete Extruder 2 das für die Herstellung der Stege bzw. Innenstege notwendige Material, wobei dieses in der ersten Stufe umgeformt und gekühlt wird. Hier können beispielsweise kleine Extruder aufgrund der geringeren notwendigen Menge zur Herstellung der Stege Ver¬ wendung finden. Die in der ersten Stufe hergestellten Stege bzw. Innenstege werden in die zweite Stufe eingeführt und dort das fertige Profil bzw. der Gegenstand 6 durch Umhüllen der Stege mit dem Profilmantel 18 fertig gestellt. Hier wird eine größere Menge an Material benötigt, wobei hier der Extruder größer zu wählen ist.
Durch die zweistufig aufgebaute Foπngebungseinrichtung 71 wird eine wesentlich bessere Kühlleistung, eine exaktere Führung und Positionierung der Innenstege, eine Minimierung des Verzuges sowie eine leichtere Vorauskonstruktion ermöglicht. Zusätzlich kann dabei aber für die innerhalb des Profümantels 18 angeordneten Stege bzw. Innenstege ein Recyc¬ lingmaterial bzw. auch ein zum Profilmantel unterschiedlicher Werkstoff eingesetzt werden.
Die hier zweistufig ausgebildeten Formgebungseinrichtungen 71 können gemäß dem zuvor beschriebenen Konzept für die detailliert beschriebene Formgebungseinrichtung 3 aufgebaut werden, wobei das Zusammerrführen der Stege bzw. Innenstege und des Profilmantels 18 gemäß der Darstellung in der Fig. 22 erfolgen kann. Weiters wurde noch in der Fig. 22 durch die Wahl unterschiedlicher Schraffur dargestellt, dass die Stege und der Profilmantel 18 aus zueinander unterschiedlichen Materialien hergestellt bzw. Recyclingmaterial für die Innen¬ stege verwendet werden kann.
In der Fig. 25 ist ein bandförmiger Streifen 72 dargestellt, welcher als Anfahrhilfe zur Aus-
formung des Gegenstandes 6 Verwendung finden kann. Dieser Streifen 72 weist quer zu sei¬ ner Längserstreckung zwischen seine Flachseiten einen Stärke 73 auf, welche in etwa der herzustellenden Stärke des Steges innerhalb des Profilmantels 18 entsprechen kann. Eine in dazu senkrechter Richtung ermittelte Höhe 74 des bandförmigen Streifens 72 ist dabei gerin- ger gewählt, als eine Länge eines hier nicht näher dargestellten Steges. An einer Längsseite 75 weist der Streifen 72 eine Verbreiterung 76 auf, welche bevorzugt durchlaufend über die Länge des gesamten Streifens 72 ausgebildet ist. Bevorzugt sind jedoch beidseits des Strei¬ fens in Richtung seiner Stärke 73 überragende Verbreiterungen 76 vorgesehen, welchen in Form einer Längsrippe bevorzugt durchlaufend ausgebildet sind. Dabei können die Verbrei- terungen 76 in ihrem Querschnitt senkrecht zur Längserstreckung des Streifens 72 schwal- benschwanzförmig ausgebildet sein.
An einer weiteren Längsseite 77 sind ausgehend von dieser in Längserstreckung des Streifens 72 hintereinander angeordnete Ausnehmungen 78 angeordnet. Diese Ausnehmungen 78 er- strecken sich ausgehend von der Längsseite 77 nur über einen Teilbereich der Höhe 74 in
Richtung auf die gegenüberliegende Längsseite 75. Die Form der Ausnehmungen 78 ist hier nur beispielhaft gewählt, wobei es unabhängig davon aber auch möglich ist, anstatt der Aus¬ nehmungen 78 und/oder zusätzlich dazu nur Durchbrüche im Streifen 72 anzuordnen.
Der Streifen 72 dient als automatische Anfahrhilfe in Verbindung der Formgebungseinrich¬ tung 3 bzw. 71 und wird ausgehend vom Eintrittsbereich 22 hin in Richtung auf den Eintritts¬ bereich 19 in die Formgebungseinrichtung 3, 71 im Bereich der herzustellenden Stege einge¬ schoben. Da die Höhe 74 geringer ist als die herzustellende Breite des Steges, wird während des Anfahrvorganges das zur Ausbildung des Steges notwendige Kunststoffmaterial in den Kanal 46 eingebracht und dort an den bereits eingeschobenen Streifen 72 formschlüssig in die Ausnehmungen 78 eingeformt. Bei fortschreitender Extrusion wird das zur Ausbildung der Stege in den oder die Kanäle 46 eingebrachte Kunststoffmaterial weiter in Richtung des Austrittsbereichs 22 gedrückt und dabei der eingeschobene Streifen 72 hin in Richtung des Austrittsbereichs 22 gedrückt bzw. kann dieser unter leichtem Zug aus der Formgebungsein- richtung 3, 71 herausgezogen werden.
Durch diesen bandförmigen Streifen 72 ist ein teilautomatisches Anfahren möglich, wobei gleichzeitig damit auch die zuvor in den Fig. 23 und 24 beschriebene, gestaffelte Ausbildung
in zweistufigen Formgebungseinrichtungen 71 möglich ist.
Die vor dem Anfahrvorgang bereits in die Formgebungseinrichtung 3, 71 eingefädelten Strei¬ fen 72 können beispielsweise aus PVC gebildet sein, welche mit bisher bekannten Abzugs- Vorrichtungen verbunden sein können, wodurch eine wesentliche Erleichterung des Anfah- rens erreicht wird. Beim Anfahren können diese Streifen 72 auch bereichsweise mit dem her¬ zustellenden Gegenstand 6, insbesondere dessen Stegen bzw. Profilmantel 18, verschmelzen, wodurch eine gute Auszugskraft bzw. Haltekraft innerhalb des Gegenstandes 6 erzielbar ist.
In der Fig. 26 ist ein Diagramm des Temperaturverlaufes über eine Wegstrecke in zwei unter¬ schiedlichen Diagrammlinien dargestellt. So wurde auf der Ordinate die Temperatur „t" in [0C] und auf der Abszisse der Weg „s" in [mm] aufgetragen. Eine durchlaufend dargestellte Diagrammlinie 79 zeigt den Temperaturverlauf der PVC-Masse in bisher bekannter Form, während deren Abkühlung, ausgehend vom Extruder bis hin zum Verlassen des Gegenstandes 6 aus den üblicherweise verwendeten Kühltanks. Eine weitere strichlierte Diagrammlinie 80 zeigt den Temperaturverlauf der PVC-Masse unter Verwendung der erfindungsgemäßen Formgebungseinrichtung 3 bzw. 71. Eine im Diagramm eingetragene, parallel zur Ordinate ausgerichtete Linie zeigt die PVC-Masse am Extruderausgang 81. Eine weitere dazu parallele Linie im Bereich der ersten Diagrammlinie 79 stellt ein Düsenende 82 dar. Im Extruder wird die PVC-Masse auf eine Temperatur von ca. 200 °C verbracht und mit dieser Temperatur aus diesem ausgegeben. Während der Wegstrecke zwischen dem Extruderausgang 81 und dem Düsenende 82 erfolgt durch die zusätzliche Heizung und Umformung eine Temperaturerhö¬ hung der PVC-Masse innerhalb der Düse, wie dies aus der Diagrammlinie 79 zu ersehen ist. Eine weitere parallel zur Ordinate ausgerichtete Linie zeigt ein Trockenkaliberende 83, in welchem in bekannter Weise die Formgebung des Profϊlmantels 18 erfolgt. Hier ist bereits eine gewisse Abnahme der Temperatur zu ersehen. Schließlich ist in einer weiteren Linie ein Kühltankende 84 dargestellt, wobei hier der Gegenstand 6 bereits Raumtemperatur aufweisen kann.
Die weitere, in strichlierten Linien dargestellte Diagrammlinie 80 beginnt am Extruderaus¬ gang 81, wobei in einer ersten Wegstrecke bis hin zu einem Vorkühlungsende 85 die in die Formgebungseinrichtung 3, 71 eintretende Kunststofftnasse durch die zuvor beschriebene zusätzliche Kühlvorrichtung 28 sowie Kühlelemente 37, 38 gekühlt wird. Hieraus ist im Ver-
gleich zur Diagrammlinie 79 bereits eine markante Temperaturdifferenz zu ersehen, wie dies auch in der Fig. 18 dargestellt und beschrieben worden ist. Im Anschluss an das Vorkühlung¬ sende erfolgt die Formgebung innerhalb der Formgebungseinrichtung 3, welche ein einem Formgebungsende 86, das dem Austrittsbereich 22 aus der Formgebungseinrichtung 3, 71 entspricht, endet. Im Bereich der Formgebung wird versucht die im Zuge der Formgebung eingebrachte Energie aus dem PVC-Massestrom abzuführen, wodurch der Temperaturverlauf hier in etwa gleich bleibend dargestellt ist.
Nach dem Austritt aus der Formgebungseinrichtung 3, 71 erfolgt die zuvor beschriebene Nachkühlung des Gegenstandes 6, welche mit einem Nachkühlende 87 beendet ist.
Da die bisher bekannte eingesetzte Düse zur Formgebung des völlig plastifizierten Masse¬ stroms wegfällt und bereits die Kunststoffmasse unmittelbar nach deren Eintritt in die Form¬ gebungseinrichtung 3, 71 in ihrem Inneren gekühlt wird, kommt diese mit wesentlich niedri- ger Temperatur in den Formgebungsprozess und lässt sich aber dort trotzdem noch hin zum gewünschten Profilquerschnitt 17 umformen. Dadurch ist die Kunststoffmasse am Ende des Formgebungsprozesses in ihrem Inneren wesentlich kühler und auch stabiler.
Durch den zuvor beschriebenen Schwingungserzeuger können beispielsweise Mikroschwin- gungen in die Kunststoffmasse eingebracht werden, wodurch die Viskosität wesentlich ver¬ bessert wird. Durch diese Schwingungen bzw. Vibrationen wird die Umformung sowie die Gleitbewegung des Schmelzestanges durch die Formgebungseinrichtung 3 wesentlich ver¬ bessert bzw. erfolgt eine einfachere Verteilung in dem an den Teilabschnitt des Kanals 21 mit der zusätzlichen Kühlvorrichtung 28 nachfolgenden Übergangsabschnittes. Durch diesen Schwingungserzeuger ist es weiters möglich, die Massetemperatur auf eine Verteilung gemäß der Darstellung der Fig. 18 zu senken.
In der Fig. 27 ist eine weitere mögliche und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausfüh¬ rungsform der Formgebungseinrichtung 3 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Bauteile glei- che Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen, wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 26 verwendet werden. Gleichfalls wird, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 bis 26 hingewiesen bzw. Bezug ge¬ nommen.
Ähnlich zu den Darstellungen der Formgebungseinrichtung 3 gemäß der Fig. 2 bis 21 weist diese hier in der Fig. 27 dargestellte Formgebungseinrichtung 3 den Eintrittsbereich 19 mit der Einlassöffhung 20 sowie den sich hin in Richtung des Austrittsbereichs 22 erstreckenden Kanals 21 auf. Im Zentrum 25 kann wiederum einer oder mehrerer Dorne 26 vorgesehen sein. Der Einfachheit halber wurde hier auf die detaillierte Darstellung der Kühlvorrichtun¬ gen 27, 28 sowie deren Zu- und Ableitungen verzichtet, wobei diese beispielsweise so ausge¬ bildet sein können, wie dies in den Fig. 2 bis 21 detailliert beschrieben worden ist.
Im Bereich des Austrittsbereichs 22 mündet hier ein Teilabschnitt des Kanals 21 ein, welcher parallel zur Extrusionsrichtung 7 ausgerichtet ist. Dieser Teilabschnitt kann beispielsweise ca. ein Drittel bis zur Hälfte der Längserstreckung der gesamten Formgebungseinrichtung 3 betragen. Dabei entspricht ein Querschnitt 88 dieses Teilabschnitts des Kanals 21, der im Austrittsbereich mündet bzw. diesem zugewendet ist, jenem Querschnitt bzw. jener Profil¬ kontur des herzustellenden Gegenstandes 6. Diesem Teilabschnitt ist in Extrusionsrichtung 7 unmittelbar ein weiterer Teilabschnitt vorgeordnet, der gegenüber dem im Austrittsbereich 22 mündenden bzw. diesem zugewendeten Teilabschnitt einen dazu geringeren Querschnitt 89 aufweist. Dabei kann der Übergang vom Teilabschnitt mit dem geringeren Querschnitt 89 hin zu dem Teilabschnitt mit dem größeren Querschnitt 88 — also dem im Austrittsbereich mün¬ denden bzw. diesem zugewendeten Teilabschnitt - durch eine senkrecht zur Extrasionsrich- tung 7 ausgerichtete Übergangsfläche 90 gebildet ist. Es wäre aber unabhängig davon auch möglich, diese Übergangsfläche 90 winkelig zur Extrusionsrichtung 7, beispielsweise ko¬ nisch in Richtung der Extrusionsrichtung 7 gesehen, sich erweiternd auszubilden.
Der Querschnitt 89 des Kanals 21 im Bereich des Teilabschnittes mit dem geringeren Quer- schnitt 89, ist zwischen 5 % und 50 %, bevorzugt zwischen 10 % und 30 %,insbesondere zwischen 15 % und 20 %, kleiner als der Querschnitt 88 des Teilabschnittes, welcher im Aus¬ trittsbereich 22 mündet bzw. diesem zugewendet ist. Dabei sind Werte mit einer unteren Grenze von 5 % und einer oberen Grenze von 50 % gewählt. Diese Verengung des Kanals 21 vor dem Eintritt in den Teilabschnitt, welcher in den Austrittsbereich 22 mündet, dient dazu in diesem Bereich das Wandgleiten zu ermöglichen bzw. zu bewirken und so eine Blockströ¬ mung des hindurchtretenden Schmelzestroms bzw. bereits stark abgekühlten Kunststoffmate¬ rials entlang der Kanalwandungen 23, 24 zu begünstigen.
Weiters soll eine Längserstreckung des Kanals 21 im Bereich jenes Teilabschnittes mit dem geringen Querschnitt 89 zwischen dem 3-fachen und dem 20-fachen, insbesondere zwischen dem 5-fachen und dem 10-fachen, des Querschnitts 88 des Teilabschnittes, welcher im Aus¬ trittsbereich 22 mündet bzw. diesem zugeordnet ist, betragen. Damit beträgt eine untere Grenze das 3-fache und eine obere Grenze das 20-fache des Querschnitts 88 des Teilab¬ schnittes, welcher im Austrittsbereich 22 mündet bzw. diesem zugeordnet ist. Dadurch wird dem hindurchtretenden Kunststoffmaterial eine ausreichend lange Zeitdauer für die Verwei¬ lung in diesem Teilabschnitt ermöglicht, um nachfolgend beim Austritt in den Teilabschnitt mit dem größeren Querschnitt 88 entsprechend zu expandieren und in eine Blockströmung überzugehen. Die Verkleinerung des Querschnitts 89 des Kanals 21 im Bereich des Teilab¬ schnitts mit dem geringeren Querschnitt 89, erfolgt bezüglich des diesem in Extrusionsrich- tung 7 nachgeordneten Teilabschnitt des Kanals 21 symmetrisch zu diesem bzw. dessen Querschnitt 88. Als Querschnitt wird hier die Distanz zwischen den voneinander beabstande- ten Kanalwandungen 23, 24 in den einzelnen Teilabschnitten verstanden.
Weiters ist hier noch vereinfacht dargestellt, dass der Verteilkanal 55 zur Zufuhr des zuvor bereits beschriebenen Schmier- bzw. Gleitmittels vorgesehen ist und in Extrusionsrichtung 7 gesehen, zwischen dem Teilabschnitt des Kanals 21 mit dem geringeren Querschnitt 89 und dem im Austrittsbereich 22 mündenden bzw. diesem zugeordneten Teilabschnitt einmündet. Dabei kann das Schmier- bzw. Gleitmittel unter einem Druck in den Kanal 21 eingebracht werden, wobei in einem Teilbereich des Kanals 21 der hindurchtretende Schmelzestrom ver¬ einfacht dargestellt ist. Der auf das Schmier- bzw. Gleitmittel aufgebracht Druck wird gleich oder größer gewählt, als jener Druck, der durch den durch den Kanal 21 hindurch geführten Schmelzestrang erzeugt wird. Der Schmelzestrang expandiert im Übergangsbereich zwischen den beiden Teilabschnitten durch das mit Überdruck eingebrachte Schmier- bzw. Gleitmittel nur in einem fließenden Übergang, wobei sich an beiden Seiten der Kanal Wandungen 23, 24 innerhalb des Kanals 21 zwischen dem Schmelzestrom und den Kanalwandungen 23, 34 ein Aufnahme- bzw. Speicherraum für das Schmier- bzw. Gleitmittel ausbildet. Dies wird zusätz¬ lich noch durch die senkrecht zur Extrusionsrichtung 7 ausgerichteten Übergangsflächen 90 begünstigt.
In der Fig. 28 ist eine weitere mögliche und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausfüh¬ rungsform der Formgebungseinrichtung 3 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche
Bauteilbezeichnungen bzw. Bezugszeichen, wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 27 ver¬ wendet werden. Gleichfalls wird, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, auf die detail¬ lierte Beschreibung in den voran gegangenen Fig. 1 bis 27 hingewiesen bzw. Bezug genom¬ men.
Diese Formgebungseinrichtung 3 unterscheidet sich gegenüber den zuvor beschriebenen Formgebungseinrichtungen 3 dadurch, dass nicht zwingend eine zusätzliche Kühlvorrichtung 28 im Bereich des Kanals 21 vorgesehen ist. Der Kanal 21 erstreckt sich wiederum zwischen dem Eintrittsbereich 19 mit seiner Einlassöffnung 20 hin zum Austrittsbereich 22.
Der hier nicht näher dargestellte, herzustellende Gegenstand 6 tritt im Austrittsbereich 22 aus der Formgebungseinrichtung 3 aus und weist hier den fertigen, durch die Kanalwandungen 23, 24 vorbestimmbaren Querschnitt 88 auf. Dieser Teilabschnitt des Kanals 21, welcher im Austrittsbereich 22 mündet bzw. diesem zugeordnet ist, ist parallel zur Extrusionsrichtung 7 bzw. dem Zentrum 25 verlaufend ausgerichtet. Dem Teilabschnitt des Kanals 21 , welcher im Austrittsbereich 22 mündet, ist ein unmittelbar vorgeordneter Teilabschnitt zugeordnet, wel¬ cher einen dazu geringeren Querschnitt 89 aufweist.
Der diesem wiederum vorgeordnete, weitere Teilabschnitt des Kanals 21 bzw. der dem Ein- trittsbereich 19 unmittelbar nachgeordnete Bereich bzw. Teilabschnitt kann im Wesentlichen jenem Querschnitt bzw. jener Profilkontur des herzustellenden Gegenstandes 6 entsprechen oder gegenüber diesem bzw. dieser auch kleiner ausgebildet sein. Der Schmelzestrang wird der Formgebungseinrichtung 3 im Bereich der Einlassöffnung 20 zugeführt und hier durch einen Dorn 26 entsprechend der herzustellenden Profilkontur aufgeweitet. Auf die Darstel- hing von möglichen Stegen innerhalb des herzustellenden Gegenstandes 6 wurde der besse¬ ren Übersichtlichkeit halber verzichtet.
Den einzelnen den Kanal 21 begrenzenden Kanalwandungen 23, 24 sind wiederum die Kühl¬ vorrichtungen 27 zugeordnet.
Auch bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wäre es aber auch möglich, innerhalb des Kanals 21 in dem dem Eintrittsbereich 19 unmittelbar benachbarten bzw. nachgeordneten Bereich bzw. Teilabschnitt die zusätzliche Kühlvorrichtung 28 für die hindurch zuführende
Kunststoffschmelze anzuordnen.
Wie weiters dieser Darstellung zu entnehmen ist, ist der Kanal 21 und damit der durch diesen hindurchtretende Schmelzestrang der Kunststoffschmelze unmittelbar anschließend an den Eintrittsbereich 19 bzw. an dessen Eintritt in die Formgebungseinrichtung 3 auf eine Profil¬ kontur bzw. einen Querschnitt umgeformt, der im wesentlichen der herzustellenden Quer¬ schnittsform des Gegenstandes 6 entspricht. Dabei erfolgt zumeist eine parallele Hindurch¬ führung des Schmelzestrangs durch die Kanäle 21, da diese ebenfalls zur Extrusionsrichtung 7 bzw. dem Zentrum 25 parallel verlaufend ausgerichtet sind.
Gleichfalls ist auch hier wiederum die Zuordnung des Verteilkanals 55 zur Einleitung des Schmier- bzw. Gleitmittels möglich, wie dies bereits in der Fig. 27 beschrieben und gezeigt worden ist. Gleichfalls kann aber auch wiederum die senkrecht zur Extrusionsrichtung 7 aus¬ gerichtete Übergangsfläche 90 im Bereich des Übergangs vom Teilabschnitt mit dem gerin- geren Querschnitt 89 hin zu dem im Austrittsbereich 22 mündenden bzw. diesem zugewende¬ ten Teilabschnitt vorgesehen sein. Die Abmessungen des Querschnitts 89 des Kanals 21 im Bereich des Teilabschnitts mit dem geringeren Querschnitt 89, können wiederum zwischen 5 % und 50 %, bevorzugt zwischen 10 % und 30 %,insbesondere zwischen 15 % und 20 %, kleiner gewählt sein, als der Querschnitt 88 des Teilabschnitts, welcher im Austrittsbereich 22 mündet. Dabei sind Werte mit einer unteren Grenze von 5 % und einer oberen Grenze von 50 % gewählt. Damit beträgt eine untere Grenze das 3-fache und eine obere Grenze das 20- fache des Querschnitts 88 des Teilabschnittes, welcher im Austrittsbereich 22 mündet bzw. diesem zugeordnet ist. Auch die Längserstreckung des Kanals 21 im Bereich des Teilab¬ schnitts mit dem geringeren Querschnitt 89 kann zwischen dem 3 -fachen und dem 20-fachen, insbesondere zwischen dem 5-fachen und dem 10-fachen, des Querschnitts 88 des Teilab¬ schnitts, welcher im Austrittsbereich 22 mündet, betragen. Auch kann die Verkleinerung des Querschnitts im Bereich des Teilabschnitts mit dem geringeren Querschnitt 89 bezüglich des diesem in Extrusionsrichtung nachgeordneten Teilabschnitts mit dem Querschnitt 88 sym¬ metrisch zum Kanal 21 bzw. dessen Kanalwandungen 23, 24 erfolgen.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Formgebungseinrich¬ tung sowie deren unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben einge-
schränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfuhrungsvari¬ anten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem techni¬ schen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungs- Varianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausfuhrungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mitumfasst.
Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Formgebungseinrichtung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrunde liegende Aufgabe kann der Be¬ schreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig.l; 2; 3 bis 9; 10, 11; 12 bis 15; 16, 17; 18; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
B e z u g s z e i c h e n a u f s t e l l u n g
1 Extrasionsanlage 36 Verteilkanal
2 Extruder 37 Kühlelement
3 Formgebungseinrichtung 38 Kühlelement
4 Kühleinrichtung 39 Kühlelement
5 Raupenabzug 40 Kühlelement
6 Gegenstand 41 Kühlelement
7 Extrusionsrichtung 42 Kühlelement
8 Unterdrucktank 43 Wandteil
9 Kalibrierblende 44 Hohlraum
10 Aufnahmebehälter 45 Hohlraum
11 Maschinenbett 46 Kanal
12 Aufstandsfläche 47 Zuströmöffhung
13 Kalibriertisch 48 Ende
14 Laufrolle 49 Innenwand
15 Fahrschiene 50 Übergangsbereich
16 Kalibrieröffnung 51 Kühlelement
17 Profilquerschnitt 52 Kühlkanal
18 Profilmantel 53 Grundkörper
19 Eintrittsbereich 54 Stirnbereich
20 Einlassöffhung 55 Verteilkanal
21 Kanal 56 Randbereich
22 Austrittsbereich 57 Abschnitt
23 Kanalwandung 58 Abschnitt
24 Kanalwandung 59 Abschnitt
25 Zentrum 60 Abschnitt
26 Dorn 61 Abschnitt
27 Kühlvorrichtung 62 Abschnitt
28 Kühlvorrichtung 63 Abschnitt
29 Außenabmessung 64 Abschnitt
30 Innenabmessung 65 Abschnitt
31 Teil 66 Abschnitt
32 Teil 67 Abschnitt
33 Zuleitung 68 Abschnitt
34 Ableitung 69 Abschnitt 35 Außenabmessung 70 Leitung
71 Formgebungseinrichtung
72 Streifen
73 Stärke
74 Höhe 75 Längsseite
76 Verbreiterung
77 Längsseite
78 Ausnehmung 79 Diagrammlinie
80 Diagrammlinie
81 Extruderausgang
82 Düsenende 83 Trockenkaliberende
84 Kühltankende
85 Vorkühlungsende
86 Formgebungsende 87 Nachkühlende
88 Querschnitt
89 Querschnitt
90 Übergangsfläche