DE1140337B - Spritzkopf fuer die Herstellung von Schlaeuchen, Schlauchfolien usw. aus thermoplastischen Werkstoffen - Google Patents

Description

• Spritzkopf für die Herstellung von Schläuchen, Schlauchfolien usw. aus thermoplastischen Werkstoffen Gegenstand der Erfindung ist ein für die Herstellung von Schläuchen, Schlauchfolien usw. aus thermoplastischen Werkstoffen mit Schneckenpressen bestimmter Spritzkopf.
• Spritzköpfe für die fortlaufende Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen mit Schneckenpressen zu Erzeugnissen mit kreisförmigem Querschnitt sind in zahlreichen Bauarten bekannt. Dabei sind allgemein zwei Grundtypen zu unterscheiden: Geradeausköpfe, deren Achse mit der verlängerten Schneckenachse zusammenfällt, und Umlenkköpfe, deren Achse einen rechten Winkel mit der Schnecken achse bildet.
• Die meist horizontal angeordneten Geradeausköpfe sind in ihrer Anwendung auf kleine und mittlere Durchmesser beschränkt. Sie bieten Probleme in der Vermeidung von Längsmarkierungen, welche durch die Dornhalterung hervorgerufen werden. Auch bereitet die Zuführung von Kühlmitteln wie Luft oder Wasser über die Dornhalterung bei diesen Köpfen Schwierigkeiten, welche sich unter anderem aus der Abkühlung der Halterung und den Rückwirkungen auf die diese berührende thermoplastische Masse ergeben.
• Umlenkköpfe sind universell anwendbar, jedoch in der Führung des Werkstcffflusses mehr oder weniger kompliziert, da der auf dem maschinenseitigen Bogen des Austritts-Ringspaltes größere Massedruck durch eine geeignete Formgebung der Fließkanäle bzw. durch Drosselelemente ausgeglichen werden muß.
• Eine verhältnismäßig einfache Konstruktion ergibt sich, wenn der aus der Schnecke kommende Werkstofffluß in einem den Dorn des Spritzkopfes umschließenden Ringkanal gesammelt und aus diesem dem Austritts-Ringspalt zugeführt wird.
• Wenn der Strömungswiderstand des Sammelkanals durch ausreichende Bemessung des Querschnittes klein gehalten wird und der Widerstand des Austritts-Ringspaltes und/oder des Übergangskanals groß ist, verteilt sich der Fluß der thermoplastischen Masse nahezu gleichmäßig über den Umfang des Austrittsspaltes.
• Andere Konstruktionen der Umlenkköpfe mit zentral von der Seite angeströmtem Dorn arbeiten mit asymmetrischen Ausgleichselementen wie Staut nocken, Herzstücken, Schrägkonuszonen usw.
• Ein gemeinsames Merkmal aller dieser Bauarten ist die beiderseitige Umströmung des fliegend eingespannten Dornes durch den Fluß des thermoplastischen Werkstoffes und die Wiedervereinigung der beiden Teilströme auf der Rückseite des Domes.
• Erfahrungsgemäß treten dabei meist Nahtbildungen auf, die die Qualität des Fertigerzeugnisses auch dann beeinträchtigen, wenn sie sich auf die Festigkeit usw. nur geringfügig auswirken. Besonders störend sind diese Erscheinungen bei jedem Wechsel der Materialcharge, insbesondere bei dem Übergang auf eine andere Farbeinstellung, aber auch bei thermisch empfindlichen Werkstoffen, die an der Wiedervereinigungsstelle zum Anbrennen neigen. Im übrigen sind die Nahtbildungen um so stärker ausgeprägt, je größer der Durchmesser des Spritzdornes, d. h. je größer der Druckabfall zwischen Einlaufseite und Gegenseite ist. Mit der Vergrößerung des Dorndurchmessers wird auch die gleichmäßige Flußverteilung zwischen der Einlaufseite und der Gegenseite des Kopfes zunehmend schwieriger. Daraus resultieren außerordentlich komplizierte Kanalsysteme und große Gesamtgewichte.
• Eine vollkommene Beseitigung der Nahtbildungen auf der Rückseite des umströmten Dornes und ein vollkommener Druckausgleich im Umfang des Sammelkanals ist mit keiner der bekannten Konstruktionen möglich.
• Es wurde zwar vorgeschlagen, an der der Wiedervereinigungszone gegenüberliegenden Stelle des Spritzkopfgehäuses einen in seiner Öffnungsweite einstellbaren Werkstoffauslaß vorzusehen, um das Stagnieren von Werkstoff in diesem Bereich zu verhindern.
• Konstruktionen dieser Art werden z. B. bei Querspritzköpfen für die Ummantelung von Drähten und Kabeln mit Gummi verwendet.
• Abgesehen davon, daß dabei ein Verluststrom von Werkstoff entsteht, kann auch dieses System die Nahtstellen auf der Dornrückseite nicht vollständig beseitigen, da die Nebenströmung nur ein sehr geringes Druckgefälle von der Wiedervereinigungsstelle an der Domoberfläche nach dem Auslaß in der Gehäusewandung hervorruft. In diesem Sinne ist der Masseauslaß nur passiv wirksam.
• Durch die Erfindung wird dagegen eine aktive Beseitigung der Nahtstellen bei Umlenkköpfen mit beiderseitig umströmtem Dorn ermöglicht. Gleichzeitig wird die Verteilung des Masseflusses im Umfang des Spritzdornes verbessert und das Gewicht der Spritzköpfe, bezogen auf einen vorgegebenen Durchmesser des Austritts-Ringspaltes, erheblich vermindert.
• Der neuartige Querspritzkopf mit seitlich angeordnetem Werkstoftzuführungskanal und einem den fliegend gelagerten Dorn umgebenden Ringkanal ist gekennzeichnet durch einen von der Einmündung des Werkstoffzuführungskanals in den Ringkanal aus quer durch den Dorn führenden und auf der Gegenseite wieder in den Ringkanal mündenden Hilfskanal.
• Durch diesen Hilfskanal fließt eine Teilmenge des eingespeisten Werkstoffes als »Spülstrom« unmittelbar zu dem feinsten Punkt des Ringkanals. Zur besseren Kontrolle der Spülströmung kann der Hilfskanal mit einem Regelelement versehen werden.
• Durch den Hilfskanal wird auch eine gleichmäßigere Verteilung des Werkstofffiusses im Umfang des Spritzdornes erreicht. Zu diesem Zweck kann der Hilfskanal zusätzlich mit Seitenkanälen versehen werden, welche aus dem gleichen Zulauf gespeist werden und in verschiedene Stellen des Umfangs einmünden.
• Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung zwei Beispiels ausführungen eines nach der Erfindung konstruierten Spritzkopfes; Fig. 3 veranschaulicht die Kanalanordnung eines Folienblaskopfes nach Fig. 2, jedoch ohne das Regelelement, in perspektivischer Darstellung; Fig. 4 zeigt Schemata für verschiedene Anordnungen des Regelelements bei unverzweigtem und verzweigtem Hilfskanal, Fig. 5 zwei Beispielsausführungen dieses Elements.
• Die in den Figuren verwendeten Kennzahlen haben folgende Bedeutung: 1 = Anschlußstutzen mit Eintrittsöffnung.
• 2 = Spritzkopf.
• 3 = linker Teil des Ringkanals.
• 4 = rechter Teil des Ringkanals.
• 5 = Hilfskanal.
• 6 = Dorn.
• 7 = Regelelement.
• Die aus der (nicht dargestellten) Schneckenpresse über den Anschlußstutzen 1 in den Spritzkopf 2 strömende thermoplastische Masse verteilt sich nach Maßgabe der Widerstände in den Kanälen 3, 4 und 5 um den Dorn 6, wobei durch die Einstellung des Regelelements 7 ein geregelter Spülstrom auf die Wiedervereinigungsstelle der durch die beiden Ringkanäle 3 und 4 geflossenen Masseströme gerichtet wird. Dadurch wird diese Stelle frei von stagnierendem Material gehalten und gleichzeitig das Druckgefälle in den beiden Hauptkanälen gemindert. Eine weitere Minderung des Druckgefälles ergibt sich dadurch, daß die beiden Hauptkanäle einen in Fließrichtung abnehmenden Querschnitt haben. Fig. 1 und 2 zeigen zwei entsprechende Varianten.
• Im übrigen kann für den Hilfskanal als Grundkörper statt der in den Figuren dargestellten Kreisplatte auch ein Rohr verwendet werden. Die Rohrform bietet sowohl für die Temperierung des Hilfskanals und für die Gewichtseinsparung als auch für die Fertigung Vorteile.
• Das Regelement 7 kann beispielsweise, wie in Fig. 1 und 2 angedeutet, nach Art einer Drosselklappe oder, etwa nach Fig. 5, als ein quer zur Achse des Hilfskanals 5 verstellbarer Bolzen ausgeführt werden.
• Für diesen Bolzen ist bei einigen thermoplastischen Werkstoffen ohne Nachteil die einfache zylindrische Form (Fig. 5 a) zu verwenden; für empflndliche Werkstoffe dagegen empfiehlt sich eine strömungstechnische Formgebung (Fig. 5 b).
• Neben den sonstigen Vorteilen wird mit dem neuartigen Spritzkopf eine beträchtliche Gewichtseinsparung ermöglicht.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Querspritzkopf für das Herstellen von Schläuchen und Schlauchfolien aus thermoplastischem Werkstoff, bei dem der seitlich angeordnete Werkstoffzuführungskanal in einen, einen fliegend gelagerten Dorn umgebenden Ringkanal mündet, von dem aus der den Dorn umgebende ringfönnige Austrittsspalt ausgeht, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Einmündung des Werkstoffzuführungskanals (1) in den Ringkanal (3, 4) aus quer durch den Dorn (6) hindurchführender und auf der gegenüberliegenden Seite wieder in den Ringkanal (3) mündender Hilfskanal (5) vorgesehen ist.
2. 2. Querspritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Hilfskanal (5) ein Regelteil (7) zum Regeln des Werkstoffflusses angeordnet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2779 971, 2563 397.