WO2024165380A1 - Extrusion die and extrusion system - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an extrusion tool, in particular a pipe extrusion tool, for example a pipe head.
- the invention also relates to an extrusion system with such an extrusion tool.
- Extrusion tools are usually installed downstream of an extruder arrangement, for example immediately, so that the melt provided by the extruder arrangement, in particular plastic melt, can be brought into a desired shape by the downstream extrusion tool.
- Flat nozzles, pipe tools, profiles, etc. are known as extrusion tools.
- pipe extrusion tools also known as pipe heads
- the inside of the pipe head is heated with the help of a temperature control system that works with a temperature control medium.
- Such temperature control has the advantage that heat can not only be added to the melt, but also removed.
- a device for producing a hollow plastic profile which has an extrusion tool with a melt channel, an extruder that feeds the melt channel with plastic melt and a suction device for sucking air through the interior of the profile against the direction of extrusion.
- the air guidance system can provide internal pipe cooling.
- the invention is based on the object of structurally and/or functionally improving an extrusion tool mentioned at the beginning.
- the invention is also based on the object of structurally and/or functionally improving an extrusion system mentioned at the beginning. It is therefore an object of the present invention to provide an extrusion tool or an extrusion system which reduces or eliminates the disadvantages identified in connection with the prior art.
- the plastic profile can be a plastic pipe, for example a multilayer pipe.
- the extrusion tool can be used and/or designed for use in an extrusion system.
- the extrusion tool can be a Pipe extrusion tool, such as a pipe head.
- the pipe extrusion tool can be a multi-layer pipe head.
- the extrusion tool can comprise at least one melt channel.
- the at least one melt channel can also be referred to as a melt line.
- the extrusion tool can have multiple melt channels.
- the at least one melt channel can be designed to guide or direct and/or receive a plastic melt.
- the extrusion tool can have exactly two melt channels or exactly three melt channels.
- the number of melt channels can correspond to the number of layers of the multilayer profile or multilayer pipe to be produced.
- the at least one melt channel can run or be designed to be straight, curved or spiral-shaped, at least in sections.
- the at least one melt channel can run between a melt inlet and a melt outlet.
- the melt inlet can be designed for connection to an extruder, in particular an extruder outlet.
- the extrusion tool can have several melt inlets.
- the extrusion tool can have exactly two melt inlets or exactly three melt inlets.
- the number of melt inlets can correspond to the number of layers of the multilayer profile or multilayer pipe to be produced.
- Each melt inlet can be assigned a melt channel. All melt channels can open into the melt outlet.
- the melt outlet can be designed such that the plastic melt and/or the plastic hollow profile produced can be output and/or transferred to a nozzle and/or a nozzle set.
- the extrusion tool can have the nozzle and/or the nozzle set.
- the nozzle and/or the nozzle set can be arranged at the melt outlet and/or attached there.
- the nozzle and/or the nozzle set can be exchangeable.
- the nozzle and/or the nozzle set can have a mandrel.
- the nozzle and/or the nozzle set can be designed to form and/or shape specific or different profile or pipe dimensions, such as pipe diameters.
- the nozzle set can include the nozzle and the mandrel.
- At least one section of the at least one melt channel can be mounted in a substantially floating manner. Additionally or alternatively, at least one section of the at least one melt channel can be designed to be movable, for example movable on one side and/or in the axial direction and/or longitudinal direction of the at least one melt channel.
- the mobility of the at least one melt channel can also be understood to mean thermal expansion and/or expandability of at least one section of the at least one melt channel.
- movable can also be understood to mean contraction and/or shrinkage.
- the at least one melt channel can be mounted in a substantially directly or indirectly floating manner and/or movable, for example movably mounted.
- the at least one melt channel can be designed, in particular by a floating mounting and/or movable mounting or by the mobility, to compensate for and/or enable expansion, in particular caused by heat.
- the at least one melt channel or the at least one section of the at least one melt channel can be designed and/or mounted such that it can expand, contract and/or displace at least in one direction, for example in and/or opposite to the flow direction and/or extrusion direction and/or axial direction and/or longitudinal direction of the at least one melt channel.
- the extrusion tool can have at least one bearing.
- the at least one bearing can be designed to support the at least one melt channel in a substantially floating and/or movable manner, for example as described above and/or below.
- the at least one bearing can be designed as a support bearing or fixed-loose bearing.
- the at least one bearing can be designed such that there is little or no contact between components of different temperatures and/or they can move relative to one another.
- the at least one bearing and/or the at least one melt channel can be designed to compensate for and/or enable expansion and/or compensation of thermal expansion.
- the at least one bearing can have at least one or more, e.g. two, three, four or more, bearing elements.
- the bearing elements, e.g. two Bearing elements of the at least one bearing can be arranged on opposite sides of a melt channel section of the at least one melt channel.
- the bearing element(s) can be firmly connected to the at least one melt channel.
- the at least one melt channel and/or the at least one bearing can be made, at least in sections, from a material that has a low thermal expansion coefficient.
- the thermal expansion coefficient can also be referred to as an expansion coefficient, such as a linear expansion coefficient, or can be this.
- the at least one melt channel and the at least one bearing can have different or identical thermal expansion coefficients.
- the thermal expansion coefficient of the at least one melt channel can be lower or higher than the thermal expansion coefficient of the at least one bearing.
- the at least one bearing and a section of the extrusion tool that adjoins it e.g. a housing section, can have different or identical thermal expansion coefficients.
- the thermal expansion coefficient of the at least one bearing can be lower or higher than the thermal expansion coefficient of the section of the extrusion tool that adjoins it, e.g. a housing section.
- the at least one melt channel and at least one section of the extrusion tool adjoining it, e.g. housing section can have different thermal expansion coefficients.
- the at least one section of the at least one melt channel and at least one section of the extrusion tool adjoining it, e.g. housing section can have different thermal expansion coefficients.
- the thermal expansion coefficient of the at least one melt channel can be lower or higher than the thermal expansion coefficient of the section of the extrusion tool adjoining it, e.g. housing section.
- the section or housing section of the extrusion tool can be structural elements of the extrusion tool, in particular those surrounding the bearing.
- the thermal expansion coefficient can be between about 0.5 and about 30 [10' 6 /K], for example between about 10.5 and about 17 [10' 6 /K].
- the thermal expansion coefficient can be chosen to be as small as possible.
- the thermal expansion coefficient can be about 1.2 [10' 6 /K], about 11.2 [10' 6 /K], about 13.2 [10' 6 /K] or about 17 [10' 6 /K].
- the at least one melt channel and/or the at least one bearing can be made at least in sections from metal.
- the metal can be, for example, a metal alloy such as steel, for example a stainless martensitic steel, stainless steel, Ni steel with iron-based alloy, or a stainless austenitic chromium-nickel-molybdenum steel.
- the at least one melt channel and/or the at least one bearing can be made, at least in sections, from a material that is elastically deformable.
- the at least one bearing and/or the at least one melt channel can be flexible and/or bendable.
- the at least one bearing can comprise a sheet metal, for example a thin sheet metal, or can be designed as such.
- the at least one bearing can have an insulating property, at least in sections.
- the at least one melt channel can be designed as a melt tube.
- a fit for example a clearance fit, can be effectively provided between the at least one melt channel and the at least one bearing. Additionally or alternatively, a fit, for example a clearance fit, can be effectively provided between the at least one melt channel and at least one section of the extrusion tool adjacent to it, e.g. the housing section. Additionally or alternatively, a fit, for example a clearance fit, can be effectively provided between the at least one bearing and at least one section of the extrusion tool adjacent to it, e.g. the housing section. Alternatively or in addition to the fit, a groove structure, a notch structure or a recess can be provided.
- the section or housing section of the extrusion tool can be structural elements of the extrusion tool, in particular those surrounding the bearing.
- the at least one melt channel can be formed in one piece.
- the at least one melt channel can be formed in multiple parts, for example in two parts.
- the parts of the at least one melt channel can be designed to be displaceable relative to one another, for example essentially in the longitudinal direction of the at least one melt channel.
- the parts of the at least one melt channel can be designed to be displaceable into one another.
- An elastic element for example a spring element and/or bellows, such as a folding bellows, can be effective and/or arranged between the parts of the at least one melt channel. This makes it possible to compensate for different length expansions.
- a fit and/or sealing surface(s) and/or seal can be effective and/or provided between the parts of the at least one melt channel.
- the fit and/or sealing surface(s) and/or seal can be effectively provided in a displaceable transition region of the parts.
- the seal can be a metallic seal. This can prevent plastic melt from escaping from a gap between the parts.
- the at least one melt channel can be designed to be thermally separated at least in sections.
- the at least one melt channel can run through the extrusion tool in a thermally separated manner.
- Several, e.g. two, three or four, melt channels can be thermally separated from one another at least in sections. This can be achieved by thermal separation. This makes it possible to achieve different temperatures for the plastic melt moving through the melt channels and thus optimally influence the different plastic materials to be processed. It is therefore possible to feed plastic materials with very different temperatures into the extrusion tool after plasticizing and to keep them at this temperature evenly during material distribution, so that temperature equalization only occurs in the layered extrudate.
- the at least one melt channel can be designed as a pipe or pipeline, at least in sections.
- the at least one melt channel can have a round or square cross-section.
- the extrusion tool can have at least one distribution element.
- the extrusion tool can have several distribution elements, e.g. exactly two or exactly three distribution elements.
- the number of distribution elements can correspond to the number of layers of the multilayer profile or multilayer pipe to be produced.
- the at least one melt channel can be formed and/or limited at least in sections by a distribution element and/or a section, e.g. housing section, of the extrusion tool.
- the at least one distribution element can be designed in one piece or in multiple parts, for example in two parts.
- the at least one distribution element can comprise a pre-distribution element and a spiral distribution element.
- the pre-distribution element can have a main channel and/or at least one pre-distribution channel.
- the spiral distribution element can comprise at least one secondary channel.
- the at least one secondary channel can run out in a helical manner in the peripheral surface of the spiral distribution element.
- the main channel can merge into the at least one pre-distribution channel and/or the at least one secondary channel.
- the at least one pre-distribution channel can merge into the at least one secondary channel.
- the at least one distribution element can be designed as a rotary distributor.
- the rotary distributor can be an axial rotary distributor.
- the rotary distributor can be essentially cylindrical, for example hollow cylindrical.
- the rotary distributor can be designed in one piece or in multiple pieces.
- the rotary distributor can have a main channel.
- the main channel can be an input channel, such as a melt input channel.
- the rotary distributor can have at least one secondary channel that is in a fluidic and/or fluid connection with the main channel, such as a fluid connection.
- the at least one secondary channel can run out in a helical manner in the peripheral surface of the rotary distributor.
- the main channel can merge into the at least one secondary channel.
- the at least one secondary channel can be an output channel, such as a melt output channel.
- the at least one secondary channel can be a rotary distributor channel.
- the rotary distributor can have several secondary channels.
- the several secondary channels can be fluidically connected to the main channel on the input side or can be in this open out.
- the multiple secondary channels can form a spiral arrangement.
- the plastic melt can be fed into the spiral distributor via the main channel. From the main channel, the plastic melt can be guided further into the at least one secondary channel or into the multiple secondary channels. In the at least one secondary channel or in the multiple secondary channels, the plastic melt can be brought into a homogeneous and/or hollow shape.
- the main channel and/or the at least one secondary channel or channels can be part of a melt channel and/or form and/or define it at least in sections.
- the main channel and/or the at least one secondary channel or channels and/or the at least one pre-distribution channel or channels can be designed as a bore or groove at least in sections.
- the extrusion tool can have a housing.
- the housing can be made up of several parts.
- the housing can have several housing sections or housing parts.
- the at least one distribution element can be arranged within the housing.
- the at least one melt channel can be arranged within the housing.
- the at least one melt channel and/or the at least one distribution element can be arranged and/or aligned substantially in the axial direction, in particular the extrusion direction.
- the melt channels and/or melt streams can be brought together one after the other essentially in the axial direction, in particular the extrusion direction.
- the joining of individual melt channels and/or melt streams can be realized one after the other essentially in the axial direction, in particular the extrusion direction, and/or the radial direction, for example by means of an L- or T-shaped connecting arrangement or connecting piece.
- At least two melt channels can merge into a common ring melt channel in the direction of the melt outlet.
- This ring melt channel can be thermally separated at least in sections.
- the ring melt channel can be essentially concentric to the extrusion direction or extrusion axis.
- the ring melt channel can be an annular gap melt channel.
- the ring melt channel can be designed in such a way that an annular gap flow of the plastic melt can be generated. At least two melt flows can be brought together in the ring melt channel.
- the respective thermal separation can be formed by a gap and/or cavity.
- the gap and/or cavity can be annular and/or spiral-shaped.
- the gap can be an annular gap, air gap or vacuum gap.
- the cavity can be a chamber, such as a hollow chamber and/or vacuum chamber.
- the gap and/or cavity can have an inlet or inlet and/or outlet or outlet for a temperature control medium.
- the respective thermal separation can additionally or alternatively be formed by an insulation element.
- the insulation element can be arranged completely or at least in sections within the gap or cavity.
- the insulation element can be arranged completely or at least in sections on the at least one melt channel, for example on a surface, such as a contact surface and/or at fastening points, such as screwing points, of the at least one melt channel.
- the insulation element can form and/or delimit the at least one melt channel at least in sections.
- the insulation element can be cylindrical and/or pot-shaped.
- the insulation element can be made of a material with a low thermal conductivity coefficient. Materials such as steel can be provided that have different thermal conductivity coefficients.
- the insulation element can be made of a metal such as steel or other alloys, plastic and/or insulating material, for example wool, such as mineral wool or glass wool, or at least comprise one of these.
- the insulating material can be an artificial and/or natural fiber insulating material.
- the insulation element can also comprise a natural material. In particular, the material of the insulation element can be designed as a poor heat conductor.
- the insulation element can be designed as an intermediate piece and/or connecting piece for at least one distribution element, for example for the first distribution element.
- the insulation element can be designed as an insulating sleeve or insulating bushing.
- the thermal separation and/or the insulation element can be designed as a coating, in particular an insulation coating.
- the coating can be provided at least in sections inside or outside the at least one melt channel.
- the coating can be an inner coating or outer coating of the at least one melt channel.
- the at least one melt channel can be coated at least in sections with an insulation coating.
- the coating can be made of metal, such as steel or other alloys, and/or plastic.
- the material of the coating can be designed as a poor heat conductor or have a low thermal conductivity coefficient.
- the insulation element or the insulation sleeve or insulation bushing can be arranged around at least one section of at least one melt channel.
- the insulation element or the insulation sleeve or insulation bushing can have at least one heating and/or cooling element.
- the heating and/or cooling elements can be controlled via temperature control devices.
- the heating and/or cooling elements can be designed as electrical and/or hydraulic heating and/or cooling elements.
- the heating element can be a heating band.
- the heating band can be a ceramic heating band, an aluminum heating band or a mica heating band.
- the gap or cavity can be filled and/or fillable with a tempering medium, such as heating medium or coolant, for example with a gas such as air and/or with a fluid such as water and/or oil.
- a vacuum can essentially be provided and/or generated in the gap and/or cavity.
- the thermal separations, in particular the respective gaps, cavities, insulation elements, insulation sleeves or insulation bushings, can be provided with or connected to mutually independent tempering devices.
- a tempering medium with a predetermined temperature can flow and/or be fed through each gap or cavity or through selected gaps or cavities in order to appropriately temper the plastic melt in the associated melt channel, such as to heat or cool it or to keep it at a predetermined temperature.
- a further aspect relates to an extrusion system.
- the extrusion system can be set up and/or designed to produce a hollow plastic profile, such as a plastic pipe, for example a multilayer pipe.
- the extrusion system can comprise an extrusion tool.
- the extrusion tool can be designed as described above and/or below.
- the extrusion system can further comprise at least one extruder.
- the at least one extruder can be a single-screw extruder or a twin-screw extruder.
- the extrusion system can provide an extruder for each melt inlet of the extrusion tool.
- an extrusion tool such as a pipe tool/pipe head/multi-layer pipe head, in which a different structure is provided, whereby the melt-carrying components can be mounted so that they can move relative to one another and/or can be made from materials with low expansion coefficients (thermal expansion coefficients) and/or can be designed so that expansion can be compensated.
- a floating mounting of the melt line(s) (melt channel(s) can be provided for this purpose.
- the structure can also ensure that the various plastics remain separate from one another with their different temperatures for as long as possible. This can be done by thermally separating the layers or plastic melts, by tempering the layers or plastic melts and/or by bringing the layers or plastic melts together in the tool as late as possible.
- the invention enables materials or plastic melts to be processed within a tool that have to be processed at different temperatures for technical reasons. Damage to the components, especially in continuous operation, can be avoided. A longer service life is made possible. A multi-stage extrusion process can be omitted because only one tool is required. A larger tolerance range and thus lower production costs can be achieved. The economic throughput can be improved.
- the tool is also suitable for the production of large pipes. suitable. Covering a wide pipe dimension window per tool can be made possible. Furthermore, a large processing window of different plastics can be made possible.
- Fig. 1 is a sectional view of an extrusion tool
- Fig. 2 a variant of a floating / movable bearing
- Fig. 3 another variant of a floating / movable bearing.
- Fig. 1 shows a sectional view of an extrusion tool 100.
- the extrusion tool 100 is designed as a pipe extrusion tool, for example as a pipe head, for producing a hollow plastic multilayer pipe.
- the extrusion tool 100 can be fed with three plastic melts in order to produce a three-layer plastic pipe.
- the extrusion tool 100 comprises at least one melt channel 102, which runs between a melt inlet 104 and a melt outlet 106. At least one section of the melt channel 102 is mounted in a substantially floating/movable manner.
- the extrusion tool has at least one bearing 108, which is designed to mount the at least one melt channel 102 in a substantially floating/movable manner.
- the at least one bearing 108 is designed such that in particular the at least one melt channel 102 and a section of the extrusion tool 100 or the housing/housing section of the extrusion tool 100 are movable relative to one another and an expansion and/or compensation of thermal expansions is compensated.
- the at least one bearing 108 has two bearing elements 110 and 112.
- the two bearing elements 110 and 112 of the at least one bearing 108 are arranged on opposite sides of a melt channel section 114 of the at least one melt channel 102. Furthermore, the two bearing elements 110 and 112 are firmly connected to the at least one melt channel 102.
- the bearing elements 110, 112 are each designed to be movable or displaceable relative to a section of the extrusion tool 100 or to the housing/housing section of the extrusion tool 100.
- the section or housing section of the extrusion tool can, in particular, have bearing elements 110, 112 surrounding,
- the at least one bearing 108 is thus designed as a support bearing.
- a bearing element e.g. the bearing element 110, can be axially fixed, e.g. relative to the section of the
- Extrusion tool 100 The bearing 108 can thus alternatively be designed as a fixed-loose bearing.
- the at least one melt channel 102 can thus expand or move due to thermal expansion essentially in the longitudinal direction or against the direction of extrusion. This allows compensation of thermal expansion and prevents damage to the at least one melt channel 102 or the housing or sections/elements of the extrusion tool 100.
- the at least one melt channel 102 is designed to be thermally separated at least in sections.
- the thermal separation is realized by a gap or cavity 116.
- the at least one melt channel 102 is surrounded in sections by at least one insulation element 118 designed as an insulation sleeve.
- the insulation sleeve can have one or more cooling and/or heating elements.
- the heating element can be a heating band.
- the heating band can be a ceramic heating band, an aluminum heating band or a mica heating band.
- a temperature control medium such as heating medium or coolant, for example a gas, such as air, and/or a fluid, such as Water and/or oil can be fed in by means of a temperature control device.
- a vacuum can be provided and/or generated in the cavity 116.
- Fig. 2 shows a variant of a floating / movable bearing 200.
- the at least one melt channel 102 is formed in several parts, here in two parts, and has a first part 202 and a second part 204.
- the two parts 202 and 204 of the at least one melt channel 102 are designed to be displaceable relative to one another, essentially in the longitudinal direction of the at least one melt channel 102. Furthermore, the two parts 202 and 204 of the at least one melt channel 102 are designed to be displaceable into one another, wherein the second part 204 is displaceable into the first part 202.
- a fit or sealing surface 206 is effectively provided in sections so that the plastic melt cannot escape through a gap.
- Fig. 3 shows a further variant of a floating / movable bearing 300.
- the at least one melt channel 102 is also formed in two parts according to this embodiment and has a first part 302 and a second part 304.
- the two parts 302 and 304 of the present embodiment according to Fig. 3 are not displaceable into one another, but are only designed to be displaceable relative to one another, essentially in the longitudinal direction of the at least one melt channel 102.
- An elastic element 306 is effectively arranged between the two parts 302, 304 of the at least one melt channel 102.
- the elastic element 306 is designed as Bellows.
- the elastic element 306 can be designed as a spring element.
- the bellows is flexible and allows the two parts 302, 304 to move relative to each other.
- isolated features can also be selected from the combinations of features disclosed here and used in combination with other features to define the subject matter of the claim, dissolving any structural and/or functional connection that may exist between the features.
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Abstract
The invention relates to an extrusion die (100), in particular a tubular extrusion die, for producing a hollow plastic profile, in particular a plastic pipe, the extrusion die comprising at least one melt channel (102), which extends between a melt inlet (104) and a melt outlet (106), and a nozzle and/or set of nozzles, wherein the melt outlet (106) is designed such that a plastic melt and/or the produced hollow plastic profile is transferred to the nozzle and/or the set of nozzles, wherein at least one portion of the melt channel (102) is substantially floatingly mounted and/or movable. The invention also relates to an extrusion system comprising at least one extruder and an extrusion die (100).
Description
Extrusionswerkzeug und Extrusionsanlage Extrusion tool and extrusion system
Die Erfindung betrifft ein Extrusionswerkzeug, insbesondere Rohrextrusionswerkzeug, beispielsweise ein Rohrkopf. Außerdem betrifft die Erfindung eine Extrusionsanlage mit einem solchen Extrusionswerkzeug. The invention relates to an extrusion tool, in particular a pipe extrusion tool, for example a pipe head. The invention also relates to an extrusion system with such an extrusion tool.
Extrusionswerkzeuge werden gewöhnlich einer Extruderanordnung, beispielsweise unmittelbar, nachgeschaltet, sodass die durch die Extruderanordnung bereitgestellte Schmelze, insbesondere Kunststoffschmelze, durch das nachgeschaltete Extrusionswerkzeug in eine gewünschte Form gebracht werden kann. Als Extrusionswerkzeuge sind dabei Flachdüsen, Rohrwerkzeuge, Profile etc. bekannt. Extrusion tools are usually installed downstream of an extruder arrangement, for example immediately, so that the melt provided by the extruder arrangement, in particular plastic melt, can be brought into a desired shape by the downstream extrusion tool. Flat nozzles, pipe tools, profiles, etc. are known as extrusion tools.
Bei Rohrextrusionswerkzeugen, kurz auch Rohrköpfe genannt, ist es überdies bekannt, diese im Innern des Gehäuses, also weit vor der Düse, radial innen und/oder außen zu beheizen, beispielsweise mit Hilfe von Keramikheizbändern. Insbesondere bei großen Rohrköpfen wird das Innere des Rohrkopfes mit Hilfe einer Temperierung beheizt, die mit einem Temperiermedium arbeitet. Eine solche Temperierung hat den Vorteil, dass der Schmelze nicht nur Wärme zugeführt, sondern auch abgeführt werden kann. In the case of pipe extrusion tools, also known as pipe heads, it is also known to heat them radially inside and/or outside inside the housing, i.e. well in front of the nozzle, for example with the help of ceramic heating bands. In the case of large pipe heads in particular, the inside of the pipe head is heated with the help of a temperature control system that works with a temperature control medium. Such temperature control has the advantage that heat can not only be added to the melt, but also removed.
Beispielsweise ist aus dem Dokument DE 10 2010 025 524 A1 eine Vorrichtung zum Erzeugen eines hohlen Kunststoffprofils bekannt, die ein Extrusionswerkzeug mit einem Schmelzekanal, ein den Schmelzekanal mit Kunststoffschmelze speisenden Extruder und eine Absaugvorrichtung zum Absaugen von Luft durch das Profilinnere entgegen der Extrusionsrichtung aufweist. Durch das Luftführungssystem kann eine Rohrinnenkühlung bereitgestellt werden. For example, from the document DE 10 2010 025 524 A1 a device for producing a hollow plastic profile is known, which has an extrusion tool with a melt channel, an extruder that feeds the melt channel with plastic melt and a suction device for sucking air through the interior of the profile against the direction of extrusion. The air guidance system can provide internal pipe cooling.
Bei der Herstellung von mehrschichtigen Kunststoffprodukten, die aus Kunststoffen mit deutlich unterschiedlichen Verarbeitungstemperaturen extrudiert werden müssen, hat der Aufbau der bekannten Extrusionswerkzeuge zur Rohrextrusion jedoch einige Nachteile. Ein wesentlicher Nachteil liegt im allgemeinen Aufbau der Extrusionswerkzeuge. In der bekannten Bauweise sind die einzelnen Bauteile starr
miteinander verbunden und bestehen aus dem gleichen Material. Somit können keine dauerhaften, sich deutlich unterscheidende Temperaturzonen innerhalb des Extrusionswerkzeuges gewährleistet werden. Folglich können mehrschichtige Kunststoffprodukte, die aus Kunststoffen mit deutlich unterschiedlichen Verarbeitungstemperaturen extrudiert werden, nicht oder nur in einem mehrstufigen Prozess hergestellt werden. Bekanntermaßen besteht die Gefahr der Degradation von Kunststoffen und nur einer eingeschränkten Formbarkeit von Kunststoffschmelzen, wenn die einzelnen Kunststoffschmelzekanäle/Ieitungen nicht thermisch getrennt sind. Aufgrund von unterschiedlichen Wärmeausdehnungen besteht außerdem die Gefahr der Beschädigung des Extrusionswerkzeuges, wenn die schmelzeführenden Bauteile starr zueinander ausgebildet sind. However, when producing multi-layer plastic products that have to be extruded from plastics with significantly different processing temperatures, the design of the known extrusion tools for pipe extrusion has some disadvantages. A major disadvantage lies in the general design of the extrusion tools. In the known design, the individual components are rigid connected to each other and are made of the same material. This means that permanent, clearly different temperature zones within the extrusion tool cannot be guaranteed. Consequently, multi-layer plastic products that are extruded from plastics with significantly different processing temperatures cannot be manufactured or can only be manufactured in a multi-stage process. It is known that there is a risk of plastics degradation and only limited formability of plastic melts if the individual plastic melt channels/lines are not thermally separated. Due to different thermal expansions, there is also a risk of damage to the extrusion tool if the melt-carrying components are rigidly designed to one another.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Extrusionswerkzeug strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Extrusionsanlage strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Extrusionswerkzeug bzw. eine Extrusionsanlage bereitzustellen, welche die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik aufgezeigten Nachteile reduziert bzw. beseitigt. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rohrextrusionswerkzeug bereitzustellen, mit dem Kunststoffschmelzen mit unterschiedlichen Temperaturen verarbeitet werden können und eine Beschädigung des Extrusionswerkzeuges oder Teile davon, insbesondere aufgrund von Wärmeausdehnung, vermieden werden kann. The invention is based on the object of structurally and/or functionally improving an extrusion tool mentioned at the beginning. The invention is also based on the object of structurally and/or functionally improving an extrusion system mentioned at the beginning. It is therefore an object of the present invention to provide an extrusion tool or an extrusion system which reduces or eliminates the disadvantages identified in connection with the prior art. In particular, it is an object of the present invention to provide a pipe extrusion tool with which plastic melts at different temperatures can be processed and damage to the extrusion tool or parts thereof, in particular due to thermal expansion, can be avoided.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Extrusionswerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einer Extrusionsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Ausführungen und/oder Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. The object is achieved with an extrusion tool having the features of claim 1. Furthermore, the object is achieved with an extrusion system having the features of claim 12. Advantageous embodiments and/or further developments are the subject of the subclaims.
Ein Aspekt betrifft ein Extrusionswerkzeug, insbesondere zum Erzeugen eines hohlen Kunststoffprofils. Das Kunststoffprofils kann ein Kunststoffrohr, beispielsweise ein Mehrschichtrohr sein. Das Extrusionswerkzeug kann zum Einsatz in einer Extrusionsanlage dienen und/oder ausgebildet sein. Das Extrusionswerkzeug kann ein
Rohrextrusionswerkzeug, wie ein Rohrkopf, sein. Das Rohrextrusionswerkzeug kann ein Mehrlagenrohrkopf sein. One aspect relates to an extrusion tool, in particular for producing a hollow plastic profile. The plastic profile can be a plastic pipe, for example a multilayer pipe. The extrusion tool can be used and/or designed for use in an extrusion system. The extrusion tool can be a Pipe extrusion tool, such as a pipe head. The pipe extrusion tool can be a multi-layer pipe head.
Das Extrusionswerkzeug kann zumindest ein Schmelzekanal umfassen. Der zumindest eine Schmelzekanal kann auch als Schmelzeleitung bezeichnet werden. Das Extrusionswerkzeug kann mehrere Schmelzekanäle aufweisen. Der zumindest eine Schmelzekanal kann zum Führen bzw. Leiten und/oder Aufnehmen einer Kunststoffschmelze ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Extrusionswerkzeug genau zwei Schmelzekanäle oder genau drei Schmelzekanäle aufweisen. Die Anzahl der Schmelzekanäle kann der Anzahl der Schichten des herzustellenden Mehrschichtprofils bzw. Mehrschichtrohrs entsprechen. Der zumindest eine Schmelzekanal kann zumindest abschnittsweise gerade, gebogen oder spiralförmig verlaufen bzw. ausgebildet sein. The extrusion tool can comprise at least one melt channel. The at least one melt channel can also be referred to as a melt line. The extrusion tool can have multiple melt channels. The at least one melt channel can be designed to guide or direct and/or receive a plastic melt. For example, the extrusion tool can have exactly two melt channels or exactly three melt channels. The number of melt channels can correspond to the number of layers of the multilayer profile or multilayer pipe to be produced. The at least one melt channel can run or be designed to be straight, curved or spiral-shaped, at least in sections.
Der zumindest eine Schmelzekanal kann zwischen einem Schmelzeeingang und einem Schmelzeausgang verlaufen. Der Schmelzeeingang kann zum Anschluss an einen Extruder, insbesondere Extruderausgang, ausgebildet sein. Das Extrusionswerkzeug kann mehrere Schmelzeeingänge aufweisen. Beispielsweise kann das Extrusionswerkzeug genau zwei Schmelzeeingänge oder genau drei Schmelzeeingänge aufweisen. Die Anzahl der Schmelzeeingänge kann der Anzahl der Schichten des herzustellenden Mehrschichtprofils bzw. Mehrschichtrohrs entsprechen. Jedem Schmelzeeingang kann ein Schmelzekanal zugeordnet sein. Alle Schmelzekanäle können in den Schmelzeausgang münden. Der Schmelzeausgang kann so ausgebildet sein, dass die Kunststoffschmelze und/oder das erzeugte Kunststoffhohlprofil ausgegeben und/oder an eine Düse und/oder einen Düsensatz übergeben werden kann. Das Extrusionswerkzeug kann die Düse und/oder den Düsensatz aufweisen. Die Düse und/oder der Düsensatz kann am Schmelzeausgang angeordnet und/oder dort befestigt sein. Die Düse und/oder der Düsensatz kann austauschbar sein. Die Düse und/oder der Düsensatz kann einen Dorn aufweisen. Die Düse und/oder der Düsensatz kann ausgebildet sein, spezifische oder unterschiedliche Profil- bzw. Rohrdimensionen, wie Rohrdurchmesser, auszubilden und/oder zu formen. Der Düsensatz kann die Düse und den Dorn aufweisen.
Zumindest ein Abschnitt des zumindest einen Schmelzekanals kann im Wesentlichen schwimmend gelagert sein. Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Abschnitt des zumindest einen Schmelzekanals bewegbar ausgebildet sein, beispielsweise einseitig bewegbar und/oder in axialer Richtung und/oder Längsrichtung des zumindest einen Schmelzekanals. Unter der Bewegbarkeit des zumindest einen Schmelzekanals kann auch eine Wärmeausdehnung und/oder Ausdehnbarkeit zumindest eines Abschnitts des zumindest einen Schmelzekanals verstanden werden. Ferner kann unter bewegbar auch ein Zusammenziehen und/oder Schrumpfen verstanden werden. Der zumindest eine Schmelzekanal kann im Wesentlichen direkt oder indirekt schwimmend gelagert und/oder bewegbar, beispielsweise bewegbar gelagert, sein. Der zumindest eine Schmelzekanal kann ausgebildet sein, insbesondere durch eine schwimmende Lagerung und/oder bewegbare Lagerung bzw. durch die Bewegbarkeit, eine, insbesondere durch Wärme verursachte, Ausdehnung auszugleichen und/oder zu ermöglichen. Der zumindest eine Schmelzekanal bzw. der zumindest eine Abschnitt des zumindest einen Schmelzekanals kann so ausgebildet und/oder gelagert sein, dass er sich zumindest in eine Richtung, beispielsweise in und/oder entgegengesetzt zur Strömungsrichtung und/oder Extrusionsrichtung und/oder axialen Richtung und/oder Längsrichtung des zumindest einen Schmelzekanals, ausdehnen, zusammenziehen und/oder verlagern kann. The at least one melt channel can run between a melt inlet and a melt outlet. The melt inlet can be designed for connection to an extruder, in particular an extruder outlet. The extrusion tool can have several melt inlets. For example, the extrusion tool can have exactly two melt inlets or exactly three melt inlets. The number of melt inlets can correspond to the number of layers of the multilayer profile or multilayer pipe to be produced. Each melt inlet can be assigned a melt channel. All melt channels can open into the melt outlet. The melt outlet can be designed such that the plastic melt and/or the plastic hollow profile produced can be output and/or transferred to a nozzle and/or a nozzle set. The extrusion tool can have the nozzle and/or the nozzle set. The nozzle and/or the nozzle set can be arranged at the melt outlet and/or attached there. The nozzle and/or the nozzle set can be exchangeable. The nozzle and/or the nozzle set can have a mandrel. The nozzle and/or the nozzle set can be designed to form and/or shape specific or different profile or pipe dimensions, such as pipe diameters. The nozzle set can include the nozzle and the mandrel. At least one section of the at least one melt channel can be mounted in a substantially floating manner. Additionally or alternatively, at least one section of the at least one melt channel can be designed to be movable, for example movable on one side and/or in the axial direction and/or longitudinal direction of the at least one melt channel. The mobility of the at least one melt channel can also be understood to mean thermal expansion and/or expandability of at least one section of the at least one melt channel. Furthermore, movable can also be understood to mean contraction and/or shrinkage. The at least one melt channel can be mounted in a substantially directly or indirectly floating manner and/or movable, for example movably mounted. The at least one melt channel can be designed, in particular by a floating mounting and/or movable mounting or by the mobility, to compensate for and/or enable expansion, in particular caused by heat. The at least one melt channel or the at least one section of the at least one melt channel can be designed and/or mounted such that it can expand, contract and/or displace at least in one direction, for example in and/or opposite to the flow direction and/or extrusion direction and/or axial direction and/or longitudinal direction of the at least one melt channel.
Das Extrusionswerkzeug kann zumindest eine Lagerung aufweisen. Die zumindest eine Lagerung kann ausgebildet sein, den zumindest einen Schmelzekanal im Wesentlichen schwimmend und/oder bewegbar zu lagern, beispielsweise wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben. Die zumindest eine Lagerung kann als eine Stützlagerung oder Fest-Los-Lagerung ausgebildet sein. Die zumindest eine Lagerung kann derart ausgebildet sein, dass keine oder nur wenig Berührung zwischen unterschiedlich heißen Bauteilen vorhanden ist und/oder diese zueinander beweglich sind. Die zumindest eine Lagerung und/oder der zumindest eine Schmelzekanal kann/können ausgebildet sein, eine Ausdehnung und/oder einen Ausgleich von Wärmeausdehnungen auszugleichen und/oder zu ermöglichen. Die zumindest eine Lagerung kann zumindest ein oder mehrere, z.B. zwei, drei, vier oder mehr, Lagerelemente aufweisen. Die Lagerelemente, beispielsweise zwei
Lagerelemente, der zumindest einen Lagerung können an gegenüberliegenden Seiten eines Schmelzekanalabschnitts des zumindest einen Schmelzekanals angeordnet sein. Das bzw. die Lagerelemente können mit dem zumindest einen Schmelzekanal fest verbunden sein. The extrusion tool can have at least one bearing. The at least one bearing can be designed to support the at least one melt channel in a substantially floating and/or movable manner, for example as described above and/or below. The at least one bearing can be designed as a support bearing or fixed-loose bearing. The at least one bearing can be designed such that there is little or no contact between components of different temperatures and/or they can move relative to one another. The at least one bearing and/or the at least one melt channel can be designed to compensate for and/or enable expansion and/or compensation of thermal expansion. The at least one bearing can have at least one or more, e.g. two, three, four or more, bearing elements. The bearing elements, e.g. two Bearing elements of the at least one bearing can be arranged on opposite sides of a melt channel section of the at least one melt channel. The bearing element(s) can be firmly connected to the at least one melt channel.
Der zumindest eine Schmelzekanal und/oder die zumindest eine Lagerung kann/können zumindest abschnittsweise aus einem Material hergestellt sein, das einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Der Wärmeausdehnungskoeffizient kann auch als Ausdehnungskoeffizient, wie zum Beispiel Längenausdehnungskoeffizient, bezeichnet werden bzw. dieser sein. Der zumindest eine Schmelzekanal und die zumindest eine Lagerung können unterschiedliche oder gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Beispielsweise kann der Wärmeausdehnungskoeffizient des zumindest einen Schmelzekanals geringer oder größer als der Wärmeausdehnungskoeffizient der zumindest einen Lagerung sein. Zusätzlich oder alternativ können die zumindest eine Lagerung und ein an diese angrenzender Abschnitt, z.B. Gehäuseabschnitt, des Extrusionswerkzeugs unterschiedliche oder gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Beispielsweise kann der Wärmeausdehnungskoeffizient der zumindest einen Lagerung geringer oder größer als der Wärmeausdehnungskoeffizient des an diese angrenzenden Abschnitts, z.B. Gehäuseabschnitts, des Extrusionswerkzeugs sein. Zusätzlich oder alternativ können der zumindest eine Schmelzekanal und zumindest ein an diesen angrenzender Abschnitt, z.B. Gehäuseabschnitt, des Extrusionswerkzeugs unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Beispielsweise kann der zumindest eine Abschnitt des zumindest eine Schmelzekanals und zumindest ein an diesen angrenzender Abschnitt, z.B. Gehäuseabschnitt, des Extrusionswerkzeugs unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Beispielsweise kann der Wärmeausdehnungskoeffizient des zumindest eine Schmelzekanals geringer oder größer als der Wärmeausdehnungskoeffizient des an diesen angrenzenden Abschnitts, z.B., Gehäuseabschnitts, des Extrusionswerkzeugs sein. Der Abschnitt bzw. Gehäuseabschnitt des Extrusionswerkzeugs kann/können, insbesondere die Lagerung umgebende, Konstruktionselemente des Extrusionswerkzeugs sein.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient kann zwischen etwa 0,5 und etwa 30 [10’6/K] liegen, beispielsweise zwischen etwa 10,5 und etwa 17 [10’6/K], Der Wärmeausdehnungskoeffizient kann so klein wie möglich gewählt sein. Beispielsweise kann der Wärmeausdehnungskoeffizient etwa 1 ,2 [10’6/K ], etwa 1 1 ,2 [10’6/K ], etwa 13,2 [10’6/K ] oder etwa 17 [10’6/K ] betragen. The at least one melt channel and/or the at least one bearing can be made, at least in sections, from a material that has a low thermal expansion coefficient. The thermal expansion coefficient can also be referred to as an expansion coefficient, such as a linear expansion coefficient, or can be this. The at least one melt channel and the at least one bearing can have different or identical thermal expansion coefficients. For example, the thermal expansion coefficient of the at least one melt channel can be lower or higher than the thermal expansion coefficient of the at least one bearing. Additionally or alternatively, the at least one bearing and a section of the extrusion tool that adjoins it, e.g. a housing section, can have different or identical thermal expansion coefficients. For example, the thermal expansion coefficient of the at least one bearing can be lower or higher than the thermal expansion coefficient of the section of the extrusion tool that adjoins it, e.g. a housing section. Additionally or alternatively, the at least one melt channel and at least one section of the extrusion tool adjoining it, e.g. housing section, can have different thermal expansion coefficients. For example, the at least one section of the at least one melt channel and at least one section of the extrusion tool adjoining it, e.g. housing section, can have different thermal expansion coefficients. For example, the thermal expansion coefficient of the at least one melt channel can be lower or higher than the thermal expansion coefficient of the section of the extrusion tool adjoining it, e.g. housing section. The section or housing section of the extrusion tool can be structural elements of the extrusion tool, in particular those surrounding the bearing. The thermal expansion coefficient can be between about 0.5 and about 30 [10' 6 /K], for example between about 10.5 and about 17 [10' 6 /K]. The thermal expansion coefficient can be chosen to be as small as possible. For example, the thermal expansion coefficient can be about 1.2 [10' 6 /K], about 11.2 [10' 6 /K], about 13.2 [10' 6 /K] or about 17 [10' 6 /K].
Der zumindest eine Schmelzekanal und/oder die zumindest eine Lagerung kann/können zumindest abschnittsweise aus Metall hergestellt sein. Das Metall kann beispielsweise eine Metalllegierung, wie Stahl, beispielsweise ein nichtrostender martensitischer Stahl, Edelstahl, Ni-Stahl mit Eisenbasislegierung, oder ein nichtrostender austenitischer Chrom-Nickel-Molybdän Stahl sein. The at least one melt channel and/or the at least one bearing can be made at least in sections from metal. The metal can be, for example, a metal alloy such as steel, for example a stainless martensitic steel, stainless steel, Ni steel with iron-based alloy, or a stainless austenitic chromium-nickel-molybdenum steel.
Der zumindest eine Schmelzekanal und/oder die zumindest eine Lagerung kann/können zumindest abschnittsweise aus einem Material hergestellt ist, das elastisch verformbar ist. Die zumindest eine Lagerung und/oder der zumindest eine Schmelzekanal kann/können flexibel und/oder biegbar sein. Die zumindest eine Lagerung kann ein, beispielsweise dünnes, Blech aufweisen oder als solches ausgebildet sein. Die zumindest eine Lagerung kann zumindest abschnittsweise eine isolierende Eigenschaft aufweisen. Der zumindest eine Schmelzekanal kann als Schmelzeschlauch ausgebildet sein. The at least one melt channel and/or the at least one bearing can be made, at least in sections, from a material that is elastically deformable. The at least one bearing and/or the at least one melt channel can be flexible and/or bendable. The at least one bearing can comprise a sheet metal, for example a thin sheet metal, or can be designed as such. The at least one bearing can have an insulating property, at least in sections. The at least one melt channel can be designed as a melt tube.
Zwischen dem zumindest einen Schmelzekanal und der zumindest einen Lagerung kann eine Passung, zum Beispiel Spielpassung, wirksam vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann zwischen dem zumindest einen Schmelzekanal und zumindest einem an diesen angrenzenden Abschnitt, z.B. Gehäuseabschnitt, des Extrusionswerkzeugs eine Passung, zum Beispiel Spielpassung, wirksam vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann zwischen der zumindest einen Lagerung und zumindest einem an diese angrenzenden Abschnitt, z.B. Gehäuseabschnitt, des Extrusionswerkzeugs eine Passung, zum Beispiel Spielpassung, wirksam vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich zur Passung kann eine Nutstruktur, eine Kerbenstruktur oder eine Aussparung vorgesehen sein. Der Abschnitt bzw. Gehäuseabschnitt des Extrusionswerkzeugs kann/können, insbesondere die Lagerung umgebende, Konstruktionselemente des Extrusionswerkzeugs sein.
Der zumindest eine Schmelzekanal kann einteilig ausgebildet sein. Der zumindest eine Schmelzekanal kann mehrteilig, beispielsweise zweiteilig, ausgebildet sein. Die Teile des zumindest einen Schmelzekanals können relativ zueinander, beispielsweise im Wesentlichen in Längsrichtung des zumindest einen Schmelzekanals, verschiebbar, ausgebildet sein. Die Teile des zumindest einen Schmelzekanals können ineinander verschiebbar ausgebildet sein. Zwischen den Teilen des zumindest einen Schmelzekanals kann ein elastisches Element, beispielsweise ein Federelement und/oder Balg, wie Faltenbalg, wirksam und/oder angeordnet sein. Dadurch können unterschiedliche Längenausdehnungen kompensiert werden. Zwischen den Teilen des zumindest einen Schmelzekanals kann eine Passung und/oder Dichtfläche/n und/oder Dichtung wirksam und/oder vorgesehen sein. Die Passung und/oder Dichtfläche/n und/oder Dichtung kann in einem verschiebbaren Übergangsbereich der Teile wirksam vorgesehen sein. Die Dichtung kann eine metallische Dichtung sein. Dadurch kann verhindert werden, dass Kunststoffschmelze aus einem Spalt zwischen den Teilen austritt. A fit, for example a clearance fit, can be effectively provided between the at least one melt channel and the at least one bearing. Additionally or alternatively, a fit, for example a clearance fit, can be effectively provided between the at least one melt channel and at least one section of the extrusion tool adjacent to it, e.g. the housing section. Additionally or alternatively, a fit, for example a clearance fit, can be effectively provided between the at least one bearing and at least one section of the extrusion tool adjacent to it, e.g. the housing section. Alternatively or in addition to the fit, a groove structure, a notch structure or a recess can be provided. The section or housing section of the extrusion tool can be structural elements of the extrusion tool, in particular those surrounding the bearing. The at least one melt channel can be formed in one piece. The at least one melt channel can be formed in multiple parts, for example in two parts. The parts of the at least one melt channel can be designed to be displaceable relative to one another, for example essentially in the longitudinal direction of the at least one melt channel. The parts of the at least one melt channel can be designed to be displaceable into one another. An elastic element, for example a spring element and/or bellows, such as a folding bellows, can be effective and/or arranged between the parts of the at least one melt channel. This makes it possible to compensate for different length expansions. A fit and/or sealing surface(s) and/or seal can be effective and/or provided between the parts of the at least one melt channel. The fit and/or sealing surface(s) and/or seal can be effectively provided in a displaceable transition region of the parts. The seal can be a metallic seal. This can prevent plastic melt from escaping from a gap between the parts.
Der zumindest eine Schmelzekanal kann zumindest abschnittsweise thermisch getrennt ausgeführt sein. Der zumindest eine Schmelzekanal kann thermisch getrennt durch das Extrusionswerkzeug verlaufen. Mehrere, z.B. zwei, drei oder vier, Schmelzekanäle können zumindest abschnittsweise voneinander thermisch getrennt sein. Dies kann durch eine thermische Trennung erfolgen. Dadurch kann ermöglicht werden, eine unterschiedliche Temperierung der durch die Schmelzekanäle bewegten Kunststoffschmelze zu bewirken und hierdurch die unterschiedlichen zu verarbeitenden Kunststoffmaterialien optimal zu beeinflussen. Es ist somit möglich, Kunststoffmaterialien mit sehr unterschiedlichen Temperaturen nach dem Plastifizieren in das Extrusionswerkzeug einzuspeisen und sie auch noch bei der Materialverteilung auf dieser Temperatur zu halten, sodass insbesondere erst im aufeinandergeschichteten Extrudat ein Temperaturausgleich erfolgt. The at least one melt channel can be designed to be thermally separated at least in sections. The at least one melt channel can run through the extrusion tool in a thermally separated manner. Several, e.g. two, three or four, melt channels can be thermally separated from one another at least in sections. This can be achieved by thermal separation. This makes it possible to achieve different temperatures for the plastic melt moving through the melt channels and thus optimally influence the different plastic materials to be processed. It is therefore possible to feed plastic materials with very different temperatures into the extrusion tool after plasticizing and to keep them at this temperature evenly during material distribution, so that temperature equalization only occurs in the layered extrudate.
Der zumindest eine Schmelzekanal kann zumindest abschnittsweise als Rohr oder Rohrleitung ausgebildet sein. Der zumindest eine Schmelzekanal kann einen runden oder eckigen Querschnitt aufweisen.
Das Extrusionswerkzeug kann zumindest ein Verteilelement aufweisen. Beispielsweise kann das Extrusionswerkzeug mehrere Verteilelemente, z.B. genau zwei oder genau drei Verteilelemente, aufweisen. Die Anzahl der Verteilelemente kann der Anzahl der Schichten des herzustellenden Mehrschichtprofils bzw. Mehrschichtrohrs entsprechen. Der zumindest eine Schmelzekanal kann zumindest abschnittsweise von einem Verteilelement und/oder einem Abschnitt, z.B. Gehäuseabschnitt, des Extrusionswerkzeugs ausgebildet und/oder begrenzt sein. The at least one melt channel can be designed as a pipe or pipeline, at least in sections. The at least one melt channel can have a round or square cross-section. The extrusion tool can have at least one distribution element. For example, the extrusion tool can have several distribution elements, e.g. exactly two or exactly three distribution elements. The number of distribution elements can correspond to the number of layers of the multilayer profile or multilayer pipe to be produced. The at least one melt channel can be formed and/or limited at least in sections by a distribution element and/or a section, e.g. housing section, of the extrusion tool.
Das zumindest eine Verteilelement kann einteilig oder mehrteilig, beispielsweise zweiteilig, ausgebildet sein. Beispielsweise kann das zumindest eine Verteilelement ein Vorverteilelement und ein Wendelverteilelement umfassen. Das Vorverteilelement kann einen Hauptkanal und/oder zumindest einen Vorverteilkanal aufweisen. Das Wendelverteilelement kann zumindest einen Nebenkanal umfassen. Der mindestens eine Nebenkanal kann schraubenförmig in der Umfangsfläche des Wendelverteilelements auslaufen. Der Hauptkanal kann in den zumindest einen Vorverteilkanal und/oder den zumindest einen Nebenkanal übergehen. Der zumindest eine Vorverteilkanal kann in den zumindest einen Nebenkanal übergehen. The at least one distribution element can be designed in one piece or in multiple parts, for example in two parts. For example, the at least one distribution element can comprise a pre-distribution element and a spiral distribution element. The pre-distribution element can have a main channel and/or at least one pre-distribution channel. The spiral distribution element can comprise at least one secondary channel. The at least one secondary channel can run out in a helical manner in the peripheral surface of the spiral distribution element. The main channel can merge into the at least one pre-distribution channel and/or the at least one secondary channel. The at least one pre-distribution channel can merge into the at least one secondary channel.
Das zumindest eine Verteilelement kann als Wendeiverteiler ausgebildet sein. Der Wendeiverteiler kann ein axialer Wendeiverteiler sein. Der Wendeiverteiler kann im Wesentlichen zylinderförmig, beispielsweise hohlzylinderförmig, sein. Der Wendeiverteiler kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Der Wendeiverteiler kann einen Hauptkanal aufweisen. Der Hauptkanal kann ein Eingangskanal, wie Schmelzeeingangskanal, sein. Der Wendeiverteiler kann mindestens einen mit dem Hauptkanal in, insbesondere fluidischer und/oder fluider, Verbindung, wie Fluid- Verbindung, stehenden Nebenkanal aufweisen. Der mindestens eine Nebenkanal kann schraubenförmig in der Umfangsfläche des Wendeiverteilers auslaufen. Der Hauptkanal kann in den zumindest einen Nebenkanal übergehen. Der mindestens eine Nebenkanal kann ein Ausgangskanal, wie Schmelzeausgangskanal, sein. Der mindestens eine Nebenkanal kann ein Wendeiverteilerkanal sein. Der Wendeiverteiler kann mehrere Nebenkanäle aufweisen. Die mehreren Nebenkanäle können eingangsseitig mit dem Hauptkanal fluidisch in Verbindung stehen bzw. in diesen
münden. Die mehreren Nebenkanäle können eine Wendelanordnung bilden. Die Kunststoffschmelze kann über den Hauptkanal in den Wendeiverteiler eingespeist werden. Vom Hauptkanal kann die Kunststoffschmelze weiter in den zumindest einen Nebenkanal oder in die mehreren Nebenkanäle geleitet werden. In dem zumindest einen Nebenkanal oder in den mehreren Nebenkanälen kann die Kunststoffschmelze auf eine homogene und/oder hohle Form gebracht werden. Der Hauptkanal und/oder der zumindest eine Nebenkanal bzw. die Nebenkanäle kann/können Teil eines Schmelzekanals sein und/oder diesen zumindest abschnittsweise ausbilden und/oder definieren. Der Hauptkanal und/oder der zumindest eine Nebenkanal bzw. die Nebenkanäle und/oder der zumindest eine Vorverteilkanal bzw. die Vorverteilkanäle kann/können zumindest abschnittsweise als Bohrung oder Nut ausgebildet sein. The at least one distribution element can be designed as a rotary distributor. The rotary distributor can be an axial rotary distributor. The rotary distributor can be essentially cylindrical, for example hollow cylindrical. The rotary distributor can be designed in one piece or in multiple pieces. The rotary distributor can have a main channel. The main channel can be an input channel, such as a melt input channel. The rotary distributor can have at least one secondary channel that is in a fluidic and/or fluid connection with the main channel, such as a fluid connection. The at least one secondary channel can run out in a helical manner in the peripheral surface of the rotary distributor. The main channel can merge into the at least one secondary channel. The at least one secondary channel can be an output channel, such as a melt output channel. The at least one secondary channel can be a rotary distributor channel. The rotary distributor can have several secondary channels. The several secondary channels can be fluidically connected to the main channel on the input side or can be in this open out. The multiple secondary channels can form a spiral arrangement. The plastic melt can be fed into the spiral distributor via the main channel. From the main channel, the plastic melt can be guided further into the at least one secondary channel or into the multiple secondary channels. In the at least one secondary channel or in the multiple secondary channels, the plastic melt can be brought into a homogeneous and/or hollow shape. The main channel and/or the at least one secondary channel or channels can be part of a melt channel and/or form and/or define it at least in sections. The main channel and/or the at least one secondary channel or channels and/or the at least one pre-distribution channel or channels can be designed as a bore or groove at least in sections.
Das Extrusionswerkzeug kann ein Gehäuse aufweisen. Das Gehäuse kann mehrteilig ausgebildet sein. Das Gehäuse kann mehrere Gehäuseabschnitte bzw. Gehäuseteile aufweisen. Das zumindest eine Verteilelement kann innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Der zumindest eine Schmelzekanal kann innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. The extrusion tool can have a housing. The housing can be made up of several parts. The housing can have several housing sections or housing parts. The at least one distribution element can be arranged within the housing. The at least one melt channel can be arranged within the housing.
Der zumindest eine Schmelzekanal und/oder das zumindest eine Verteilelement kann/können im Wesentlichen in axialer Richtung, insbesondere Extrusionsrichtung, angeordnet und/oder ausgerichtet sein. The at least one melt channel and/or the at least one distribution element can be arranged and/or aligned substantially in the axial direction, in particular the extrusion direction.
Die Schmelzekanäle und/oder Schmelzeströme können im Wesentlichen in axialer Richtung, insbesondere Extrusionsrichtung, hintereinander zusammengeführt werden. Das Zusammenfügen einzelner Schmelzekanäle und/oder Schmelzeströme kann im Wesentlichen in axialer Richtung, insbesondere Extrusionsrichtung, und/oder radialer Richtung hintereinander realisiert sein, beispielsweise durch eine L- oder T-förmige Verbindungsanordnung bzw. Verbindungsstück. The melt channels and/or melt streams can be brought together one after the other essentially in the axial direction, in particular the extrusion direction. The joining of individual melt channels and/or melt streams can be realized one after the other essentially in the axial direction, in particular the extrusion direction, and/or the radial direction, for example by means of an L- or T-shaped connecting arrangement or connecting piece.
Zumindest zwei Schmelzekanäle können in Richtung zum Schmelzeausgang hin in einen gemeinsamen Ringschmelzekanal übergehen. Dieser Ringschmelzekanal kann zumindest abschnittsweise thermisch getrennt sein. Der Ringschmelzekanal kann im Wesentlichen konzentrisch zur Extrusionsrichtung bzw. Extrusionsachse sein. Der
Ringschmelzekanal kann ein Ringspaltschmelzekanal sein. Der Ringschmelzekanal kann so ausgebildet sein, dass eine Ringspaltströmung der Kunststoffschmelze erzeugt werden kann. In dem Ringschmelzekanal können zumindest zwei Schmelzeströme zusammengeführt sein. At least two melt channels can merge into a common ring melt channel in the direction of the melt outlet. This ring melt channel can be thermally separated at least in sections. The ring melt channel can be essentially concentric to the extrusion direction or extrusion axis. The The ring melt channel can be an annular gap melt channel. The ring melt channel can be designed in such a way that an annular gap flow of the plastic melt can be generated. At least two melt flows can be brought together in the ring melt channel.
Die jeweilige thermische Trennung kann durch einen Spalt und/oder Hohlraum ausgebildet sein. Der Spalt und/oder Hohlraum kann ringförmig und/oder spiralförmig sein. Der Spalt kann ein Ringspalt, Luftspalt oder Vakuumspalt sein. Der Hohlraum kann eine Kammer, wie Hohlkammer und/oder Vakuumkammer, sein. Der Spalt und/oder Hohlraum kann einen Zulauf bzw. Eingang und/oder Ablauf bzw. Ausgang für ein Temperiermedium aufweisen. Die jeweilige thermische Trennung kann zusätzlich oder alternativ durch ein Isolationselement ausgebildet sein. Das Isolationselement kann vollständig oder zumindest abschnittsweise innerhalb des Spalts bzw. Hohlraums angeordnet sein. Das Isolationselement kann vollständig oder zumindest abschnittsweise an dem zumindest einen Schmelzekanals angeordnet sein, beispielsweise an einer Fläche, wie Anlagefläche und/oder an Befestigungspunkten, wie Anschraubpunkten, des zumindest einen Schmelzekanals. Das Isolationselement kann den zumindest einen Schmelzekanal zumindest abschnittsweise ausbilden und/oder begrenzen. Das Isolationselement kann zylinderförmig und/oder topfförmig ausgebildet sein. Das Isolationselement kann aus einem Material mit einem geringen Wärmeleitkoeffizienten hergestellt sein. Es können Materialien, wie Stähle, vorgesehen sein, die unterschiedliche Wärmeleitkoeffizienten aufweisen. Das Isolationselement kann aus einem Metall, wie Stahl oder anderen Legierungen, Kunststoff und/oder Dämmstoff, beispielsweise Wolle, wie Mineralwolle oder Glaswolle, hergestellt sein oder zumindest eines davon aufweisen. Der Dämmstoff kann ein künstlicher und/oder natürlicher Faser-Dämmstoff sein. Das Isolationselement kann auch ein Naturmaterial aufweisen. Insbesondere kann das Material des Isolationselements als schlechter Wärmeleiter ausgebildet sein. Das Isolationselement kann als Zwischenstück und/oder Anschlussstück für zumindest ein Verteilelement, beispielsweise für das erste Verteilelement, ausgebildet sein. Das Isolationselement kann als Isoliermanschette oder Isolierbuchse ausgebildet sein.
Die thermische Trennung und/oder das Isolationselement kann als Beschichtung, insbesondere Isolationsbeschichtung, ausgebildet sein. Die Beschichtung kann zumindest abschnittsweise innerhalb oder außerhalb des zumindest einen Schmelzekanals vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Beschichtung eine Innenbeschichtung oder Außenbeschichtung des zumindest einen Schmelzekanals sein. Der zumindest eine Schmelzekanal kann zumindest abschnittsweise mit einer Isolationsbeschichtung beschichtet sein. Die Beschichtung kann aus Metall, wie Stahl oder anderen Legierungen, und/oder aus Kunststoff sein. Insbesondere kann das Material der Beschichtung als schlechter Wärmeleiter ausgebildet sein bzw. eine geringen Wärmeleitkoeffizienten aufweisen. The respective thermal separation can be formed by a gap and/or cavity. The gap and/or cavity can be annular and/or spiral-shaped. The gap can be an annular gap, air gap or vacuum gap. The cavity can be a chamber, such as a hollow chamber and/or vacuum chamber. The gap and/or cavity can have an inlet or inlet and/or outlet or outlet for a temperature control medium. The respective thermal separation can additionally or alternatively be formed by an insulation element. The insulation element can be arranged completely or at least in sections within the gap or cavity. The insulation element can be arranged completely or at least in sections on the at least one melt channel, for example on a surface, such as a contact surface and/or at fastening points, such as screwing points, of the at least one melt channel. The insulation element can form and/or delimit the at least one melt channel at least in sections. The insulation element can be cylindrical and/or pot-shaped. The insulation element can be made of a material with a low thermal conductivity coefficient. Materials such as steel can be provided that have different thermal conductivity coefficients. The insulation element can be made of a metal such as steel or other alloys, plastic and/or insulating material, for example wool, such as mineral wool or glass wool, or at least comprise one of these. The insulating material can be an artificial and/or natural fiber insulating material. The insulation element can also comprise a natural material. In particular, the material of the insulation element can be designed as a poor heat conductor. The insulation element can be designed as an intermediate piece and/or connecting piece for at least one distribution element, for example for the first distribution element. The insulation element can be designed as an insulating sleeve or insulating bushing. The thermal separation and/or the insulation element can be designed as a coating, in particular an insulation coating. The coating can be provided at least in sections inside or outside the at least one melt channel. For example, the coating can be an inner coating or outer coating of the at least one melt channel. The at least one melt channel can be coated at least in sections with an insulation coating. The coating can be made of metal, such as steel or other alloys, and/or plastic. In particular, the material of the coating can be designed as a poor heat conductor or have a low thermal conductivity coefficient.
Das Isolationselement bzw. die Isoliermanschette oder Isolierbuchse kann um zumindest einen Abschnitt eines zumindest einen Schmelzekanals herum angeordnet sein. Das Isolationselement bzw. die Isoliermanschette oder Isolierbuchse kann zumindest ein Heiz- und/oder Kühlelement aufweisen. Die Heiz- und/oder Kühlelemente können über Temperiervorrichtungen gesteuert werden. Die Heiz- und/oder Kühlelemente können als elektrische und/oder hydraulische Heiz- und/oder Kühlelemente ausgebildet sein. Das Heizelement kann ein Heizband sein. Das Heizband kann ein Keramikheizband, ein Aluminiumheizband oder ein Glimmerheizband sein. The insulation element or the insulation sleeve or insulation bushing can be arranged around at least one section of at least one melt channel. The insulation element or the insulation sleeve or insulation bushing can have at least one heating and/or cooling element. The heating and/or cooling elements can be controlled via temperature control devices. The heating and/or cooling elements can be designed as electrical and/or hydraulic heating and/or cooling elements. The heating element can be a heating band. The heating band can be a ceramic heating band, an aluminum heating band or a mica heating band.
Der Spalt bzw. Hohlraum kann mit einem Temperiermedium, wie Heizmittel oder Kühlmittel, beispielsweise mit einem Gas, wie Luft, und/oder mit einem Fluid, wie Wasser und/oder Öl, gefüllt und/oder befüllbar sein. In dem Spalt und/oder Hohlraum kann im Wesentlichen ein Vakuum vorgesehen und/oder erzeugt sein. Die thermischen Trennungen, insbesondere die jeweiligen Spalte, Hohlräume, Isolationselemente, Isoliermanschetten oder Isolierbuchsen, können mit voneinander unabhängigen Temperiervorrichtungen versehen bzw. verbunden sein. Beispielsweise kann durch jeden Spalt bzw. Hohlraum oder durch ausgewählte Spalte bzw. Hohlräume ein Temperiermedium mit einer vorbestimmten Temperatur strömen und/oder eingespeist werden, um die Kunststoffschmelze in dem zugehörigen Schmelzekanal entsprechend zu temperieren, wie zu heizen oder zu kühlen bzw. auf einer vorbestimmten Temperatur zu halten.
Ein weiterer Aspekt betrifft eine Extrusionsanlage. Die Extrusionsanlage kann zum Erzeugen eines hohlen Kunststoffprofils, wie Kunststoffrohr, beispielsweise, Mehrschichtrohr, eingerichtet und/oder ausgebildet sein. Die Extrusionsanlage kann ein Extrusionswerkzeug umfassen. Das Extrusionswerkzeug kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein. Die Extrusionsanlage kann ferner zumindest einen Extruder umfassen. Der zumindest eine Extruder kann ein Einschneckenextruder oder ein Zweischneckenextruder sein. Die Extrusionsanlage kann für jeden Schmelzeingang des Extrusionswerkzeugs einen Extruder vorsehen. The gap or cavity can be filled and/or fillable with a tempering medium, such as heating medium or coolant, for example with a gas such as air and/or with a fluid such as water and/or oil. A vacuum can essentially be provided and/or generated in the gap and/or cavity. The thermal separations, in particular the respective gaps, cavities, insulation elements, insulation sleeves or insulation bushings, can be provided with or connected to mutually independent tempering devices. For example, a tempering medium with a predetermined temperature can flow and/or be fed through each gap or cavity or through selected gaps or cavities in order to appropriately temper the plastic melt in the associated melt channel, such as to heat or cool it or to keep it at a predetermined temperature. A further aspect relates to an extrusion system. The extrusion system can be set up and/or designed to produce a hollow plastic profile, such as a plastic pipe, for example a multilayer pipe. The extrusion system can comprise an extrusion tool. The extrusion tool can be designed as described above and/or below. The extrusion system can further comprise at least one extruder. The at least one extruder can be a single-screw extruder or a twin-screw extruder. The extrusion system can provide an extruder for each melt inlet of the extrusion tool.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Extrusionswerkzeug, wie Rohrwerkzeug / Rohrkopf/ Mehrlagenrohrkopf, bei dem ein anderer Aufbau vorgesehen ist, wobei die schmelzeführenden Bauteile beweglich zueinander gelagert sein können und/oder aus Materialen mit geringen Ausdehnungskoeffizienten (Wärmeausdehnungskoeffizienten) gefertigt und/oder entsprechend gestaltet sein können, dass eine Ausdehnung ausgeglichen werden kann. Beispielsweise kann hierfür eine schwimmende Lagerung der Schmelzeleitung/en (Schmelzekanal/e) vorgesehen sein. Mit dem Aufbau kann außerdem gewährleistet werden, dass die verschiedenen Kunststoffe so lang wie möglich mit ihren unterschiedlichen Temperaturen getrennt voneinander bleiben. Dies kann durch eine thermische Trennung der Schichten bzw. Kunststoffschmelzen, durch eine Temperierung der Schichten bzw. Kunststoffschmelzen und/oder durch ein möglichst spätes Zusammenführen der Schichten bzw. Kunststoffschmelzen im Werkzeug erfolgen. In summary and in other words, the invention thus results in, among other things, an extrusion tool, such as a pipe tool/pipe head/multi-layer pipe head, in which a different structure is provided, whereby the melt-carrying components can be mounted so that they can move relative to one another and/or can be made from materials with low expansion coefficients (thermal expansion coefficients) and/or can be designed so that expansion can be compensated. For example, a floating mounting of the melt line(s) (melt channel(s) can be provided for this purpose. The structure can also ensure that the various plastics remain separate from one another with their different temperatures for as long as possible. This can be done by thermally separating the layers or plastic melts, by tempering the layers or plastic melts and/or by bringing the layers or plastic melts together in the tool as late as possible.
Mit der Erfindung können innerhalb eines Werkzeuges Materialien bzw. Kunststoffschmelzen verarbeitet werden, die aus verfahrenstechnischen Gründen mit unterschiedlichen Temperaturen verarbeitet werden müssen. Beschädigungen der Bauteile, insbesondere im Dauerbetrieb, können vermieden werden. Eine längere Lebensdauer wird ermöglicht. Ein mehrstufiger Extrusionsprozess kann entfallen, da nur ein Werkzeug benötigt wird. Ein größerer Toleranzbereich und damit geringere Fertigungskosten können erreicht werden. Die wirtschaftliche Durchsatzleistung kann verbessert werden. Das Werkzeug ist auch für die Herstellung von Großrohren
geeignet. Die Abdeckung eines breiten Rohrdimensionsfensters pro Werkzeug kann ermöglicht werden. Ferner kann ein großes Verarbeitungsfenster von verschiedenen Kunststoffen ermöglicht werden. The invention enables materials or plastic melts to be processed within a tool that have to be processed at different temperatures for technical reasons. Damage to the components, especially in continuous operation, can be avoided. A longer service life is made possible. A multi-stage extrusion process can be omitted because only one tool is required. A larger tolerance range and thus lower production costs can be achieved. The economic throughput can be improved. The tool is also suitable for the production of large pipes. suitable. Covering a wide pipe dimension window per tool can be made possible. Furthermore, a large processing window of different plastics can be made possible.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Figur näher beschrieben, dabei zeigt schematisch und beispielhaft: In the following, embodiments of the invention are described in more detail with reference to a figure, which shows schematically and by way of example:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Extrusionswerkzeugs; Fig. 1 is a sectional view of an extrusion tool;
Fig. 2 eine Variante einer schwimmenden / bewegbaren Lagerung; und Fig. 2 a variant of a floating / movable bearing; and
Fig. 3 eine weitere Variante einer schwimmenden / bewegbaren Lagerung. Fig. 3 another variant of a floating / movable bearing.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Extrusionswerkzeugs 100. Das Extrusionswerkzeug 100 ist als Rohrextrusionswerkzeug, beispielsweise als ein Rohrkopf, zum Erzeugen eines hohlen Kunststoffmehrschichtrohrs ausgebildet. Das Extrusionswerkzeug 100 kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit drei Kunststoffschmelzen gespeist werden, um so ein dreischichtiges Kunststoffrohr herzustellen. Fig. 1 shows a sectional view of an extrusion tool 100. The extrusion tool 100 is designed as a pipe extrusion tool, for example as a pipe head, for producing a hollow plastic multilayer pipe. In the present embodiment, the extrusion tool 100 can be fed with three plastic melts in order to produce a three-layer plastic pipe.
Das Extrusionswerkzeug 100 umfasst zumindest ein Schmelzekanal 102, der zwischen einem Schmelzeeingang 104 und einem Schmelzeausgang 106 verläuft. Zumindest ein Abschnitt des Schmelzekanals 102 ist im Wesentlichen schwimmend / bewegbar gelagert. Hierzu weist das Extrusionswerkzeug zumindest eine Lagerung 108 auf, die ausgebildet ist, den zumindest einen Schmelzekanal 102 im Wesentlichen schwimmend / bewegbar zu lagern. The extrusion tool 100 comprises at least one melt channel 102, which runs between a melt inlet 104 and a melt outlet 106. At least one section of the melt channel 102 is mounted in a substantially floating/movable manner. For this purpose, the extrusion tool has at least one bearing 108, which is designed to mount the at least one melt channel 102 in a substantially floating/movable manner.
Die zumindest eine Lagerung 108 ist derart ausgebildet, dass insbesondere der zumindest eine Schmelzekanal 102 und ein Abschnitt des Extrusionswerkzeugs 100 bzw. das Gehäuse / Gehäuseabschnitt des Extrusionswerkzeugs 100 zueinander beweglich sind und eine Ausdehnung und/oder einen Ausgleich von Wärmeausdehnungen ausgeglichen wird.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die zumindest eine Lagerung 108 zwei Lagerelemente 1 10 und 1 12 auf. Die beiden Lagerelemente 110 und 112 der zumindest einen Lagerung 108 sind an gegenüberliegenden Seiten eines Schmelzekanalabschnitts 114 des zumindest einen Schmelzekanals 102 angeordnet. Ferner sind die beiden Lagerelemente 1 10 und 1 12 mit dem zumindest einen Schmelzekanal 102 fest verbunden. Die Lagerelemente 110, 1 12 sind jeweils relativ zu einem Abschnitt des Extrusionswerkzeugs 100 bzw. zum Gehäuse / Gehäuseabschnitt des Extrusionswerkzeugs 100 beweglich bzw. verschiebbar ausgebildet. Der Abschnitt bzw. Gehäuseabschnitt des Extrusionswerkzeugs kann/können, insbesondere die Lagerelemente 1 10, 1 12 umgebende,The at least one bearing 108 is designed such that in particular the at least one melt channel 102 and a section of the extrusion tool 100 or the housing/housing section of the extrusion tool 100 are movable relative to one another and an expansion and/or compensation of thermal expansions is compensated. In the present exemplary embodiment, the at least one bearing 108 has two bearing elements 110 and 112. The two bearing elements 110 and 112 of the at least one bearing 108 are arranged on opposite sides of a melt channel section 114 of the at least one melt channel 102. Furthermore, the two bearing elements 110 and 112 are firmly connected to the at least one melt channel 102. The bearing elements 110, 112 are each designed to be movable or displaceable relative to a section of the extrusion tool 100 or to the housing/housing section of the extrusion tool 100. The section or housing section of the extrusion tool can, in particular, have bearing elements 110, 112 surrounding,
Konstruktionselemente sein. Die zumindest eine Lagerung 108 ist somit als Stützlagerung ausgebildet. Alternativ kann ein Lagerelement, z.B. das Lagerelement 110, beispielsweise axial fixiert sein, z.B. relativ zu dem Abschnitt desconstruction elements. The at least one bearing 108 is thus designed as a support bearing. Alternatively, a bearing element, e.g. the bearing element 110, can be axially fixed, e.g. relative to the section of the
Extrusionswerkzeugs 100 bzw. zum Gehäuse / Gehäuseabschnitt desExtrusion tool 100 or to the housing / housing section of the
Extrusionswerkzeugs 100. Die Lagerung 108 kann somit alternativ als Fest-Los- Lagerung ausgebildet sein. Der zumindest eine Schmelzekanal 102 kann sich somit aufgrund von Wärmeausdehnung im Wesentlichen in Längsrichtung bzw. gegen Extrusionsrichtung ausdehnen bzw. bewegen. Dadurch kann ein Ausgleich von Wärmeausdehnungen erfolgen und eine Beschädigung des zumindest einen Schmelzekanals 102 oder des Gehäuses bzw. Abschnitte / Elemente des Extrusionswerkzeugs 100 verhindert werden. Extrusion tool 100. The bearing 108 can thus alternatively be designed as a fixed-loose bearing. The at least one melt channel 102 can thus expand or move due to thermal expansion essentially in the longitudinal direction or against the direction of extrusion. This allows compensation of thermal expansion and prevents damage to the at least one melt channel 102 or the housing or sections/elements of the extrusion tool 100.
Ferner ist der zumindest eine Schmelzekanal 102 zumindest abschnittsweise thermisch getrennt ausgeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die thermische Trennung durch einen Spalt bzw. Hohlraum 116 realisiert. Zusätzlich ist der zumindest eine Schmelzekanal 102 abschnittsweise von zumindest einem als Isoliermanschette ausgebildeten Isolationselement 118 umgeben. Die Isoliermanschette kann ein oder mehrere Kühl- und/oder Heizelemente aufweisen. Das Heizelement kann ein Heizband sein. Das Heizband kann ein Keramikheizband, ein Aluminiumheizband oder ein Glimmerheizband sein. Furthermore, the at least one melt channel 102 is designed to be thermally separated at least in sections. In the present exemplary embodiment, the thermal separation is realized by a gap or cavity 116. In addition, the at least one melt channel 102 is surrounded in sections by at least one insulation element 118 designed as an insulation sleeve. The insulation sleeve can have one or more cooling and/or heating elements. The heating element can be a heating band. The heating band can be a ceramic heating band, an aluminum heating band or a mica heating band.
Zur Temperierung kann in den Hohlraum 1 16 zusätzlich ein Temperiermedium, wie Heizmittel oder Kühlmittel, beispielsweise ein Gas, wie Luft, und/oder ein Fluid, wie
Wasser und/oder Öl, mittels einer Temperiervorrichtung eingespeist werden. Alternativ kann in den Hohlraum 116 im Wesentlichen ein Vakuum vorgesehen und/oder erzeugt sein. For temperature control, a temperature control medium, such as heating medium or coolant, for example a gas, such as air, and/or a fluid, such as Water and/or oil can be fed in by means of a temperature control device. Alternatively, a vacuum can be provided and/or generated in the cavity 116.
Fig. 2 zeigt eine Variante einer schwimmenden / bewegbaren Lagerung 200. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 , ist in der vorliegenden Ausführungsform gemäß Fig. 2 der zumindest eine Schmelzekanal 102 mehrteilig, hier zweiteilig, ausgebildet und weist ein erstes Teil 202 und ein zweites Teil 204 auf. Fig. 2 shows a variant of a floating / movable bearing 200. In contrast to the embodiment according to Fig. 1, in the present embodiment according to Fig. 2 the at least one melt channel 102 is formed in several parts, here in two parts, and has a first part 202 and a second part 204.
Die beiden Teile 202 und 204 des zumindest einen Schmelzekanals 102 sind relativ zueinander, im Wesentlichen in Längsrichtung des zumindest einen Schmelzekanals 102, verschiebbar, ausgebildet. Ferner sind die beiden Teile 202 und 204 des zumindest einen Schmelzekanals 102 ineinander verschiebbar ausgebildet, wobei das zweite Teil 204 in das erste Teil 202 verschiebbar ist. The two parts 202 and 204 of the at least one melt channel 102 are designed to be displaceable relative to one another, essentially in the longitudinal direction of the at least one melt channel 102. Furthermore, the two parts 202 and 204 of the at least one melt channel 102 are designed to be displaceable into one another, wherein the second part 204 is displaceable into the first part 202.
Zwischen den beiden Teilen 202, 204 des zumindest einen Schmelzekanals 102 ist eine Passung bzw. Dichtfläche 206 wirksam abschnittsweise vorgesehen, sodass die Kunststoffschmelze nicht durch einen Spalt austreten kann. Between the two parts 202, 204 of the at least one melt channel 102, a fit or sealing surface 206 is effectively provided in sections so that the plastic melt cannot escape through a gap.
Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf Fig. 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen. Furthermore, reference is made in particular to Fig. 1 and the associated description.
Fig. 3 zeigt eine weitere Variante einer schwimmenden / bewegbaren Lagerung 300. Der zumindest eine Schmelzekanal 102 ist gemäß dieser Ausführungsform ebenfalls zweiteilig ausgebildet und weist ein erstes Teil 302 und ein zweites Teil 304 auf. Fig. 3 shows a further variant of a floating / movable bearing 300. The at least one melt channel 102 is also formed in two parts according to this embodiment and has a first part 302 and a second part 304.
Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, sind die beiden Teile 302 und 304 der vorliegenden Ausführungsform gemäß Fig. 3 nicht ineinander verschiebbar, sondern nur relativ zueinander, im Wesentlichen in Längsrichtung des zumindest einen Schmelzekanals 102, verschiebbar, ausgebildet. In contrast to the embodiment according to Fig. 2, the two parts 302 and 304 of the present embodiment according to Fig. 3 are not displaceable into one another, but are only designed to be displaceable relative to one another, essentially in the longitudinal direction of the at least one melt channel 102.
Zwischen den beiden Teilen 302, 304 des zumindest einen Schmelzekanals 102 ist ein elastisches Element 306 wirksam angeordnet. Das elastische Element 306 ist als
Faltenbalg ausgebildet. Alternativ kann das elastische Element 306 als Federelement ausgebildet sein. Der Faltenbalg ist flexibel ausgebildet und ermöglicht die Bewegung der beiden Teile 302, 304 relativ zueinander. An elastic element 306 is effectively arranged between the two parts 302, 304 of the at least one melt channel 102. The elastic element 306 is designed as Bellows. Alternatively, the elastic element 306 can be designed as a spring element. The bellows is flexible and allows the two parts 302, 304 to move relative to each other.
Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf Fign. 1 und 2 und die zugehörige Beschreibung verwiesen. Furthermore, reference is made in particular to Figs. 1 and 2 and the associated description.
Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen. The term "can" refers in particular to optional features of the invention. Accordingly, there are also further developments and/or embodiments of the invention which additionally or alternatively have the respective feature or features.
Aus den vorliegend offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden.
If necessary, isolated features can also be selected from the combinations of features disclosed here and used in combination with other features to define the subject matter of the claim, dissolving any structural and/or functional connection that may exist between the features.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
Extrusionswerkzeug Extrusion tool
Schmelzekanal Melt channel
Schmelzeeingang Melt inlet
Schmelzeausgang Melt outlet
Lagerung Storage
Lagerelement Bearing element
Lagerelement Bearing element
Rohrabschnitt Pipe section
Spalt / Hohlraum Gap / cavity
Isolationselement / Isoliermanschette Insulation element / insulation sleeve
Lagerung erste Teil des Schmelzekanals zweites Teil des Schmelzekanals Passung / Dichtfläche Bearing first part of the melt channel second part of the melt channel fit / sealing surface
Lagerung erste Teil des Schmelzekanals zweites Teil des Schmelzekanals elastisches Element
Bearing first part of the melt channel second part of the melt channel elastic element
Claims
1. Extrusionswerkzeug (100), insbesondere Rohrextrusionswerkzeug, zum Erzeugen eines hohlen Kunststoffprofils, insbesondere eines Kunststoffrohres, umfassend zumindest ein Schmelzekanal (102), der zwischen einem Schmelzeeingang (104) und einem Schmelzeausgang (106) verläuft und eine Düse und/oder einen Düsensatz, wobei der Schmelzeausgang (106) so ausgebildet ist, dass eine Kunststoffschmelze und/oder das erzeugte hohle Kunststoffprofil an die Düse und/oder den Düsensatz übergeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt des Schmelzekanals (102) im Wesentlichen schwimmend gelagert und/oder bewegbar ausgebildet ist. 1. Extrusion tool (100), in particular a pipe extrusion tool, for producing a hollow plastic profile, in particular a plastic pipe, comprising at least one melt channel (102) which runs between a melt inlet (104) and a melt outlet (106) and a nozzle and/or a nozzle set, wherein the melt outlet (106) is designed such that a plastic melt and/or the hollow plastic profile produced is transferred to the nozzle and/or the nozzle set, characterized in that at least a section of the melt channel (102) is essentially floating and/or movable.
2. Extrusionswerkzeug (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Extrusionswerkzeug (100) zumindest eine Lagerung (108, 200, 300) aufweist, die ausgebildet ist, den zumindest einen Schmelzekanal (102) im Wesentlichen schwimmend und/oder bewegbar zu lagern. 2. Extrusion tool (100) according to claim 1, characterized in that the extrusion tool (100) has at least one bearing (108, 200, 300) which is designed to mount the at least one melt channel (102) in a substantially floating and/or movable manner.
3. Extrusionswerkzeug (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lagerung (108, 200, 300) als Stützlagerung oder als Fest- Los-Lagerung ausgebildet ist. 3. Extrusion tool (100) according to claim 2, characterized in that the at least one bearing (108, 200, 300) is designed as a support bearing or as a fixed-loose bearing.
4. Extrusionswerkzeug (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Schmelzekanal (102) und/oder die zumindest eine Lagerung (108, 200, 300) zumindest abschnittsweise aus einem Material hergestellt ist, das einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. 4. Extrusion tool (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one melt channel (102) and/or the at least one bearing (108, 200, 300) is made at least in sections from a material having a low thermal expansion coefficient.
5. Extrusionswerkzeug (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Schmelzekanal (102) und die zumindest eine Lagerung (108, 200, 300) und/oder der zumindest eine Schmelzekanal (102) bzw. dessen zumindest einen Abschnitt
und zumindest ein an diesen angrenzender Abschnitt, wie Gehäuseabschnitt, des Extrusionswerkzeugs (100) unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. 5. Extrusion tool (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one melt channel (102) and the at least one bearing (108, 200, 300) and/or the at least one melt channel (102) or its at least one section and at least one section of the extrusion tool (100) adjacent thereto, such as the housing section, has different thermal expansion coefficients.
6. Extrusionswerkzeug (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Schmelzekanal (102) und/oder die zumindest eine Lagerung (108, 200, 300) zumindest abschnittsweise aus einem Material hergestellt ist, das elastisch verformbar ist. 6. Extrusion tool (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one melt channel (102) and/or the at least one bearing (108, 200, 300) is made at least in sections from a material that is elastically deformable.
7. Extrusionswerkzeug (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lagerung (108, 200, 300) und/oder der zumindest eine Schmelzekanal (102) flexibel und/oder biegbar ist. 7. Extrusion tool (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one bearing (108, 200, 300) and/or the at least one melt channel (102) is flexible and/or bendable.
8. Extrusionswerkzeug (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Schmelzekanal (102) mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist, wobei die Teile (202, 204, 302, 304) des zumindest einen Schmelzekanals (102) relativ zueinander, insbesondere im Wesentlichen in dessen Längsrichtung, verschiebbar, ausgebildet sind. 8. Extrusion tool (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one melt channel (102) is designed in several parts, in particular in two parts, wherein the parts (202, 204, 302, 304) of the at least one melt channel (102) are designed to be displaceable relative to one another, in particular substantially in its longitudinal direction.
9. Extrusionswerkzeug (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (202, 204) des zumindest einen Schmelzekanals (102) ineinander verschiebbar ausgebildet sind. 9. Extrusion tool (100) according to claim 8, characterized in that the parts (202, 204) of the at least one melt channel (102) are designed to be displaceable into one another.
10. Extrusionswerkzeug (100) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Teilen (202, 204) des zumindest einen Schmelzekanals (102) eine Passung (206) und/oder Dichtfläche (206) und/oder Dichtung wirksam und/oder vorgesehen ist. 10. Extrusion tool (100) according to claim 8 or 9, characterized in that a fit (206) and/or sealing surface (206) and/or seal is effective and/or provided between the parts (202, 204) of the at least one melt channel (102).
11 . Extrusionswerkzeug (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Teilen (302,
304) des zumindest einen Schmelzekanals (102) ein elastisches Element (306), insbesondere Federelement und/oder Balg, wie Faltenbalg, wirksam und/oder angeordnet ist. 11. Extrusion tool (100) according to at least one of the preceding claims 8 to 10, characterized in that between the parts (302, 304) of the at least one melt channel (102) an elastic element (306), in particular a spring element and/or bellows, such as a folding bellows, is effective and/or arranged.
12. Extrusionswerkzeug (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Schmelzekanal (102) zumindest abschnittsweise thermisch getrennt ausgeführt ist, bevorzugt verläuft der zumindest eine Schmelzekanal (102) thermisch getrennt durch das Extrusionswerkzeug. 12. Extrusion tool (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one melt channel (102) is designed to be thermally separated at least in sections, preferably the at least one melt channel (102) runs through the extrusion tool in a thermally separated manner.
13. Extrusionswerkzeug (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrusionswerkzeug (100) mehrere Schmelzekanäle (102) aufweist und die mehreren, bevorzugt zwei, drei oder vier, Schmelzekanäle (102) zumindest abschnittsweise voneinander thermisch getrennt sind. 13. Extrusion tool (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the extrusion tool (100) has a plurality of melt channels (102) and the plurality, preferably two, three or four, melt channels (102) are thermally separated from one another at least in sections.
14. Extrusionswerkzeug (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lagerung (108) derart ausgebildet ist, dass der zumindest eine Schmelzekanal (102) und ein Abschnitt des Extrusionswerkzeugs (100), das Gehäuse oder ein Gehäuseabschnitt des Extrusionswerkzeugs (100) zueinander beweglich sind und eine Ausdehnung und/oder einen Ausgleich von Wärmeausdehnungen ausgeglichen wird. 14. Extrusion tool (100) according to claim 2, characterized in that the at least one bearing (108) is designed such that the at least one melt channel (102) and a portion of the extrusion tool (100), the housing or a housing portion of the extrusion tool (100) are movable relative to one another and an expansion and/or a compensation of thermal expansions is compensated.
15. Extrusionswerkzeug (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lagerung (108) zwei Lagerelemente (110, 112) aufweist, wobei die beiden Lagerelemente (110, 112) an gegenüberliegenden Seiten eines Schmelzekanalabschnitts (114) des zumindest einen Schmelzekanals (102) angeordnet sind und bevorzugt die beiden Lagerelemente (110, 112) mit dem zumindest einen Schmelzekanal (102) fest verbunden und jeweils relativ zu einem Abschnitt des Extrusionswerkzeugs (100), zum Gehäuse oder zu einem Gehäuseabschnitt des Extrusionswerkzeugs (100) beweglich bzw. verschiebbar ausgebildet sind.
15. Extrusion tool (100) according to claim 3, characterized in that the at least one bearing (108) has two bearing elements (110, 112), wherein the two bearing elements (110, 112) are arranged on opposite sides of a melt channel section (114) of the at least one melt channel (102) and preferably the two bearing elements (110, 112) are firmly connected to the at least one melt channel (102) and are each designed to be movable or displaceable relative to a section of the extrusion tool (100), to the housing or to a housing section of the extrusion tool (100).
16. Extrusionsanlage umfassend zumindest einen Extruder; und ein Extrusionswerkzeug (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.
16. Extrusion system comprising at least one extruder; and an extrusion tool (100) according to at least one of the preceding claims.
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