DE1911006B2 - Extrudierkopf der Längsbauart zum Strangpressen eines schlauchförmigen Produktes aus thermoplastischem Schaumstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Extrudierkopf der Längsbauart zum Strangpressen eines schlauchförmigen Produktes aus thermoplastischem Schaumstoff mit einem cloppelkonusförmigen Dorn, der an der dicksten Stelle über eine kreisförmige Platte im F.xtrudierkopfgehäiise abgestützt ist. die im Umfangsbereich Durchtrittsöffmmgcn für die Kunststoffmasse iiufweist.

Zum Strangpressen von Schaumstoffschläiichen ist ein Extrudierkopf der Längsbauart mit einem cloppelkonusförmigen Dorn bekannt (französische Patentschrift I 498 620). hei welchem der Dorn im Bereich ;les in Strömungsrichtiing hinteren Konusteiles über möglichst wenige, beispielsweise nur zwei schmale Rippen gehalten ist. Der Diirchtrittsiiucrschnitt für die Kunststoffmasse ist durch den gesamten Extrudierkopf im wesentlichen konstant gewühlt und soll auch durch die Halterippen des Domes möglichst wenig geändert werden. Mit einem solchen bekannten Extrudicrkopf ist keine gleichmäßige Materialverteilung erreichbar, und es besteht die Gefahr einer Streifenbildung am fertigen Schlauch.

Dieser Fertigungsnachteil kann auch nicht durch einen Extrudierkopf der eingangs genannten A.rt vermieden werden, wie er zur Herstellung von Schläuchen aus ungeschäumtem Kunststoff bekannt ist (schweizerische Patentschrift 30S 956), bei dem in der kreisförmigen Platte zum Unterstützen des Dornes mehrere kreisrunde Löcher von durchgehend

ίο gleichbleibendem Durchmesser ausgebildet sind. Der Raum zwischen dem in Strömungsrichtung hinteren Konusteil des Domes und der Gehäusewand ist hier zwar verjüngt ausgebildet, im Bereich der Löcher ist der Durchtrittsquerschnitt für die Kunststoffmasse jedoch konstant gewählt. Auch mit einem solchen Extrudierkopf könnten keine Schaumstoffschlüuche mit konstanten Eigenschaften hergestellt werden, zumal die Bedingungen für das Strangpressen von ungeschäumtem Kunststoff anderer Art sind als zum Stranapressen von Schaumstoff.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Extrudierkopf der Längsbauart zu schaffen, welcher die Herstellung von Schaumstoffschläuchen gleichmäßiger Wandstärke; und mit durchgehend gleichmäßigem Aufschäumungsgrad ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die^Platte als Armsternplatte ausgebildet ist, die durch mindestens sechsunddreißig in einem Abstand von höchstens 1 cm gleichmäßig über den Umfangsbereich der Armsternplatte verteilte Rippen abgestützt ist und mindestens eine der beiden, den Ringraum der Rippen begrenzenden Wände im unteren, der Auslaufkante zugewandten Bereich der Rippen ein diesen Ringraum verengende Schrägfläche aufweist.

Weitere vorteilhafte Ausgestalrungen des Extrudierkopfcs nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, für deren Merkmale nur im Zusammenhang mit den Merkmalen des Hauptanspruchs Schutz begehrt wird.

Der Extrudierkopf gemäß der Erfindung ermöglicht das Strangpressen von Schaumstoffschläuchen mit sehr gleichmäßiger Wandstärke und auch mit extrem gleichmäßigem Aufschäumungsgrad. Eine störende Streifcnbiklung am fertigen Produkt wird vermieden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

F i g. I ist ein Axialschnitt durch einen Spritzkopf gemäß der Erfindung;

F i g. 2 ist eine schematische Seitenansicht und zeigt die Anordnung des in Fi g. I dargestellten Kopfes in einer Vorrichtung zum Herstellen einer Schaumstoff bahn;

F i g. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Details aus Fig. I:

F i a. 4 ist eine Querschnittsatisicht längs der LinieΪV-IV in Fig. 3.

Der Extrudierkopf A ist zur Aufnahme einer schäumfähigen Masse von einer Schneckenstrangpresse EX (F i g. 2) durch ein rohrförmigcs Anschlußstück 1 geeignet, auf das ein ringförmiges Basisteil 2 des Kopfes aufgeschraubt ist. Das Teil 2 gehört zum (iehäuse des Kopfes A, der ferner mit 5 bis 8 bezeichnete, ringförmige Teile umfaßt, die übereinander angeordnet und in bekannter Weise miteinander verschraulit sind. Hin ringförmiges Düsenteil 10 ist bei F

in das I'eil 8 eingeschraubt und mit einem mit ihm wird gekühlt, der Schlauch wird durch Innendruck konzentrischen Ring 14 fest verbunden, der ein Zahn- gestreckt, und es wird ein zum besseren Gleiten dierad 14./ nagt- Eine Spindel 12 mit einem Ritzel 12« nendes Luftpolster zwischen der Glocke 1? und dem ist vom ringförmigen Teil 8 über eine Stütze 12Λ auf ihr entlanggleitenden gespritzten Schlauch gedrehbar abgestützt; das Ritzel 12« kämmt mit dem 5 schaffen. Die Kühlmantel und Düsen werden mit Rad 14;/. so daß das Düsenteil 10 bei Umdrehung Wasser bzw. Luft durch flexible Rohre 22 von einer der Spindel um ein begrenztes Ausmaß in das Teil 8 mit Ventilen 28 versehenen Vorrichtung 24 versorgt, ein- und ausschraubbar ist, um die Weite der Spritz- die zur einstellbaren Steuerung der Zufuhr der entdüse 25 einzustellen. sprechenden Fluide geeignet ist. Eine am Rahmen 19

Der Dorn im Spritzkopf ist aus mehreren koaxia- io angebrachte Klinge 30 schlitzt den gespritz.ten

len, übereinander angeordneten Teilen 3, 4. 6. 7, 9 Schlauch in Längsrichtung auf, während er mittels

und 11 gebildet, die fest miteinander verbunden sind. einer hier nicht gezeigten Aufwickelvorrichtung abge-

Das Tji! 3 ist eine kreisförmige Kappe mit kuppen- zogen wird.

förmi'-i^n Profil, und mit ihm ist das Teil 4 ver- Für den Fachmann liegt klar auf der Hand, daß schraub.', bei dem es sich um eine kreisförmige Arm- 15 die Betriebsbedingungen des Spritzkopfes sich radikal sternpiafie handelt, die mit einer in Kreisbahn ange- von den bei Spritzgußverfahren herkömmlicher (nicht ordneten Reihe Rippen 4« ausgebildet ist. Der geschäumter) Schläuche aus thermoplastischen Kunstäußere l'mfangsrand der Armstemplatte 4 ist zwi- stoffen herrschenden Bedingungen unterscheiden, da sehen J.ie Teile 2 und 5 des Spritzkopf^häuses ge- das schäumfähige Material, welches den Kopf vom klemmt, so daß der Dorn längs der Mitte vom Ge- 20 Zylinder der Schneckenstrangpresse EX erreicht, im häuse '■·.·-1 abgestützt ist. Aus F i g. 1 geht hervor, daß letzten Abschnitt der Zylinderbüchse bereits gleichder Dem im allgemeinen »birnenförmig« gestaltet ist mäßis* um ein genau gesteuertes Ausmaß gekühlt und di-A'· die Armsternplatte 4 an einer Stelle ange- wurde, wodurch fast die Temperatur erreicht ist. bei ordnei ist. die im wesentlichen dem größten Durch- der der thermoplastische Kunststoff aus dem gernessci· ^li°^s Domes entspricht. Auf diese Weise be- 25 schmolzenen, wenig viskosen Zustand in einen teigigrenze;i das Gehäuse und der Dorn des Kopfes ge- gen, stark viskosen Zustand übergeht, in dem er auch meiiiani einen rohrförmigen Kanal P für die Spritz- durch den Kanal P gepreßt wird. Die Bedingungen, mass.·, iLr im Querschnitt kreisförmig ist. Dabei ver- unter denen das Material durch den Kanal P bewegt größer! sich der Durchmesser des Kanals fortschrei- wird, sind infolgedessen von ganz entscheidender Betend /um Bereich der Rippen 4« hin. wo er im we- 30 deutung. da jegliche ungesteuerte Störung (mechanisentlicheii axial ausgerichtet ist. Anschließend läuft scher und/oder thermischer Art) des Stromes im Kacr koiiNeh zusammen zum Bereich des Teils 9 des nal die Gleichmäßigkeit sowohl der Stärke als auch Domes um sich dann im Bereich des Düsenteils 11 der Schaumdichte des gespritz.ten Produktes beeindes Domes wieder auszuweiten, so daß die in trächtigt.

Schlauchform aus der Spritzdüse 25 strömende Masse 35 Aus F i g. 3 geht hervor, daß im Bereich der Rippen

sich unter -inem Scheitelwinkel von etwa 40 bis 60 4« der Kanal P von einer radial inneren zylindrischen

ausbreitet. Das Schäumen der Masse trägt noch zum Wand 4b und einer radial äußeren zylindrischen

Aiisbreilen bei. da durch das Schäumen das Volumen Wand 4 c begrenzt ist, die beide zur Armstemplatte 4

und folglich auch der Durchmesser des gespritzten gehören. Wie Fi g. 4 zeigt, ist der Durchmesser der in-

Schlauchcs zunimmt. 4° neren Wand erheblich größer als der Durchmesser

Das diametrale Aufweiten (Recken) des gespritzten der ringförmigen Spritzdüse 25. Das Verhältnis der

Schlauches erfolgt mittels eine Glocke 15, die von beiden Durchmesser zueinander beträgt vorzugsweise

einem doppelwandigcn zylindrischen Dorn 16 (F i g.2) etwa 1,5 : I bis etwa 2:1; bei dem in den Zeichnun-

gctra«en ist, der mittels einer Stange 17 und einer gen dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ver-

Stütze 18 abgestützt ist, welche auf einem ortsfesten 45 hältnis etwa 1,75 : 1. Die Anzahl der Rippen 4a (die

Rahmen 19 in Richtung zum Spritzkopf A und von offenkundig um die geometrische Achse des Kopfes A

ihm weu verschiebbar isi. In F i g. 2 ist mit 21 die gleichmäßig verteilt sind) sollte so groß wie möglich

Stellung'"üer Glocke und des Domes zu Beginn des sein, wobcf der große Umfang berücksichtigt werden

Stranupreßverfahrcns bezeichnet, während mit 20 die kann, der angesichts des großen Durchmessers der

Stcllun» während des Strangpreßverfahrens angcdcu- 50 Wand 4b zur Verfügung sieht. In Zahlenangaben

tet ist In der zuletzt genannten Stellung wird die sollten mindestens 36 Rippen vorgesehen sein, d.h..

Glocke 15 gegenüber dem Spritzkopf A durch ihren daß der Winkclabstand 5 (F i g. 4) zwischen den Rip-

Eingrilf mit einem vom Düscnteil 11 vorstehenden, pen um die Achse des Kopfes herum höchstens 10

zum Zentrieren dienenden Vorsprung 11 α zentriert betragen darf. Vorzugsweise sollten jedoch nicht

gehalten. Kühlwasser wird durch den doppelwand!- 55 weniger als 4S Rippen gewählt werden. Es ist cha-

gen Dorn 16 und einen Kühlwassermantel 23 in der rakteristisch, daß derartige Spritzköpfe 54 bis 60 Rip-

Glockc 15 geleitet, um den gespritzten Schlauch von pen auf einem Kreis mit einem Durchmesser von 20

innen zu kühlen. Das Kühlen der Außenseite des ge- bis 30 cm umfassen.

spritzten Schlauches erfolgt mittels eines ringförmigen Die Rippen sind von gleicher Gestalt und haben

Strahls kühler Luft, die durch eine mit dem Ring 14 60 alle einen keilförmigen Bereich 4d an der fuhrenden

fest verbundene ringförmige Düse 26 abgegeben wird Kante (der Strangpresse zugewandt) und einen cbo-i-

(Fig I) Geocbencnfnlls kann eine zusätzliche Kühl- falls keilförmigen Bereich 4e an der ablaufenden

düse 29 (Fig. 2) vorgesehen sein, um Kühlluft auf Kante, wobei der Körper der Rippe von im wesent-

den gespritzten Schlauch zu richten. Eine weitere liehen ebenen, einander gegenüberliegenden Flächen

ringförmige Düse 27 \Λ in der Stirnfläche der Glocke 65 4,? und 4/i begrenzt und flach sowie verhältnismäßig

15 ausgebildet und kalte Druckluft wird aus dieser dünn im Vergleich zum Abstand zwischen den Rip-

dV.sc abgegeben, die gleichzeitig drei Aufgaben er- pen ist (s. F i g. 4). Die innere zylindrische Wand 46

füllf Die" Innenseite des gerade gespritz.ten Schlauchs und deren Fortsetzung 6 b am Teil 6 (Fig. 3) erstrek-

ken sich in Strömiingsiichtung über die ganze Lange der Rippen. Die äußere zylindrische Wand 4c hingegen erstreckt sich in einem typischen Ausführungsbeispiel nur über den ersten 50 bis 70"Ό ausmachenden Bereich der Rippenlänge und geht anschließend in eine kegelstumpfförmige, geneigte Wand 5« am Teil 5 über, die in Richtung zur Innenwand konvergiert, wodurch sowohl die radiale Weite als auch der mittlere Durchmesser des Kanals /' im Bereich der nachlaufenden Kanten der Rippen verengt ist. Das Ausmaß der Einengung der radialen Weite hängt von dem zu verarbeitenden Material ab und liegt typischerweise zwischen etwa 40 und 60 "/n. Die geneigte Wand 5« endet am Fuß 4/ (F i g. 4) des keilförmigen Profils der nachlaufenden Kanten 4e der Rippen und setzt sich fort in einem zylindrischen Wandbereich Sc (F i g. 3) am Teil 5, wobei die nachlaufenden Kanten 4 e in den Spalt hineinragen, der zwischen dem Bereich 5 c und einem entsprechenden Bereich (tb am Teil 6 gebildet ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die geneigte Wand 5 ο auch so ausgebildet sein kann, daß sie sich über die ganze Länge des Keilprofils der nachlaufenden Kanten erstreckt, wobei die Funktion der Abschrägung darin liegt, die Spritzmasse am Ausgang der Durchlässe zwischen den Rippen zusammenzupressen, um die 36 bis 60 einzelnen Ströme der Masse zu einem einzigen Strom zusammcnzuschmelzen. Die in F i g. 3 gezeigte Bauart, bei der sich die Abschrägung nur bis zum Fuß der keilförmigen, nachlaufenden Kanten 4e erstreckt, wird bevorzugt, weil sie (zumindest augenscheinlich) in der die Kanten verlassenden Masse einen kleinen Grad

ίο an Turbulenz erzeugt, so daß die seitlichen Ränder einander benachbarter Ströme besser miteinander »zusammenschweißen«. Der Grad und die Wirksamkeit dieser Turbulenz scheint bedeutend zuzunehmen, wenn die Weite W (Fig. 4) der Durchlässe zwischen den einzelnen Rippen einen ausreichend kleinen Wert erreicht, d. h.. wenn die Anzahl an Rippen groß genug ist. Vorteilhafterweise wird eine Weite W gewählt, die höchstens etwa 1 cm (längs des Umfangs der Innenwand Ab gemessen) beträgt, wobei die Stärke der Rippen so klein ist, wie es die /um festen Abstützen des Domes des Kopfes unter den Strangpreßbedingungen nötige mechanische Gesamtstärke praktisch ermöglicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Extmdierkopf der Längsbauart zum Strangpressen eines schlauehförmigen Produktes aus thermoplastischem Schaumstoff mit einem doppellconusförmigen Dorn, der an der dicksten Stelle fiber eine kreisförmige Platte im Extrudierkopi-{ehäuse abgestützt ist, die im Umfangsbereich lurchtrittsölfnungen für die Kunststoffmasse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die platte als Armsternplatte (4) ausgebildet ist, die durch mindestens sechsunddreißig in einem Ab-Itand von höchstens 1 cm gleichmäßig über den IJmfangsbereich der Armsternplatte (4) verteilte Rippen (4«) abgestützt ist und mindestens eine der beiden, den Ringraum der Rippen (4 a) begrenzenden Wände (4b. 4c) im unteren, der Auslaufkante (4e) zugewandten Bereich der Rippen (4t;) eine diesen Ringraum verengende Schrägfläche (5rt) aufweist.

2. Extmdierkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wand (4b) des Ringraumes einen im wesentlicher: gleichbleibenden Durchmesser hat und die im oberen Bereich einen im wesentlichen gleichbleibenden Durchmesser aufweisende äußere Wand (4c) in ihrem unteren Bereich als ridia' nach innen vorspringende Schrägfläche (5«) ausgebildet ist.

3. Extrudierkopf nacn Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da.3 die Schrägfiäche (5 a) die radiale Weite des RingraumeN um 40 bis 6O¹Vd verengt.

4. Extmdierkopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe (4«) einen flachen, durch zwei ebene Flächen (4g. 4h) begrenzten Mittelabsehnitt aufweist und seine Ein- und Auslautkanten (4r/. 4e) keilförmig ausgebildet sind.

5. Extmdierkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmig auslaufenden Kanten (4 c) der Rippen (4a) axial über die verengende Schräglläche (5c/) hinausreichen.