DE1171149B

DE1171149B - Injection head for the continuous extrusion of hollow profiles made of thermoplastics

Info

Publication number: DE1171149B
Application number: DESCH28819A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Hetfleisch
Original assignee: Schloemann AG
Current assignee: Schloemann AG
Priority date: 1960-11-23
Filing date: 1960-11-23
Publication date: 1964-05-27

Description

Spritzkopf zum kontinuierlichen Strangpressen von Hohlprofilen aus thermoplastischen Kunststoffen Rohre oder auch andere Hohlprofile aus Kunststoff zum Leitungsbau verschiedenster Art sind seit geraumer Zeit bekannt. In erster Linie sind es die thermoplastischen Kunststoffe, die für eine Rohrfabrikation herangezogen werden. Die Herstellung solcher aus thermoplastischen Kunststoffen bestehender Rohre oder Halbprofile gestaltet sich unter Benutzung von Schneckenpressen verhältismäßig einfach. Es wird hierbei ein gut plastifizierter und homogenisierter Kunststoff mit hohem Druck durch eine dem gewünschten Profil entsprechende Ringdüse kontinuierlich ausgepreßt. Derartige Ringdüsen bestehen aus einem hohlen Düsenmantel und einem dem jeweiligen lichten Maß des Profils entsprechenden Kern bzw. Lochdorn. Dieser Lochdorn ist mit mindestens einem, vorzugsweise jedoch mit mehreren meist symmetrisch zur Querschnittsachse angeordneten Rippen oder Stegen versehen, die die Verbindung mit dem Düsenmantel zur Halterung des Lochdornes herstellen. Der Düsenquerschnitt und somit der Durchmesser des Lochdornes und der innere Durchmesser des Düsenmantels sind dabei so bemessen, daß die durchfließende Kunststoffmasse einen dem jeweiligen Profil entsprechenden Hohlkörper bildet.Injection head for the continuous extrusion of hollow profiles thermoplastic plastics pipes or other hollow plastic profiles for pipeline construction of various types have been known for some time. Primarily it is the thermoplastics that are used for pipe production will. The production of such pipes made of thermoplastics or half-profiles are designed proportionally using screw presses simple. It becomes a well plasticized and homogenized plastic continuously at high pressure through an annular nozzle corresponding to the desired profile squeezed. Such ring nozzles consist of a hollow nozzle jacket and a the core or piercer corresponding to the respective clear dimension of the profile. This Perforated mandrel is usually symmetrical with at least one, but preferably with several to the cross-sectional axis arranged ribs or webs provided that the connection with the nozzle jacket to hold the piercer. The nozzle cross-section and thus the diameter of the piercer and the inner diameter of the nozzle jacket are dimensioned in such a way that the plastic mass flowing through one of the respective Profile forms corresponding hollow body.

Durch die den Lochdorn haltenden Rippen oder Stege wird der Materialfluß zwangläufig geteilt, und es muß dafür gesorgt werden, beispielsweise durch im Längsschnitt gesehene wellenartige Verengungen und Erweiterungen des Düsenquerschnittes, daß das Material hinter den Stegen wieder zusammenfließt und miteinander verschweißt. Eine gewisse Fließnahtbildung ist aber unvermeidlich und beruht darauf, daß die einzelnen Fasern bzw. Molekülketten des Materials sich bei dem Vorbeigleiten an den Rippen oder Stegen gleichmäßig in Längsrichtung orientieren, so daß selbst nach der später stattfindenden Verschweißung die sonst im Material übliche Vernetzung oder Verästelung der Fasern bzw. Molekülketten unterbrochen ist. Die sa entstehenden Spannungsschichten, auch Strukturen oder Texturen genannt, sind um so stärker, je-ungünstiger die Viskositätsmerkmale und je länger die Molekülketten, d. h. je höher der K-Wert des zu verarbeitenden Kunststoffes ist. Bei Kunststoffen mit besonders langen Molekülketten können die Texturen bzw. Fließnahtbildungen so stark werden, daß regelrechte Einkerbungen an dem Fertigstück zurückbleiben. Diese Erscheinungen (Texturen) bilden sowohl bei der Formgebung bzw. der Konstruktion der Düse als auch bei den fertigen Formkörpern ein ernstes Problem. Die Festigkeit der gebrauchsfertigen Formkörper wird durch diese Texturen erheblich herabgesetzt. Bei Rohren oder anderen Hohlprofilen wirkt sich diese Festigkeitsverminderung insbesondere auf die Berstdruckfestigkeit sehr unangenehm aus, da das Rohr an den Stellen, wo die das Rohr bildende Kunststoffmasse beim Fördern durch den Spritzkopf die Tragnppen oder Tragstege der Ringdüse umflossen hat, Streifen mit verminderter Festigkeit aufweist. Stranggepreßte Kunststoffrohre neigen daher dazu, bei gewissem Innendruck an diesen Stellen in Längsrichtung aufzuplatzen. The flow of material is controlled by the ribs or webs holding the piercer inevitably divided, and care must be taken, for example by a longitudinal section seen wave-like constrictions and widenings of the nozzle cross-section that the material flows back together behind the webs and welded together. A certain flow seam formation is inevitable and is based on the fact that the individual fibers or molecular chains of the material adjoin each other as they slide past Orient the ribs or webs evenly in the longitudinal direction, so that even after the welding that takes place later, the cross-linking that is otherwise common in the material or branching of the fibers or molecular chains is interrupted. The sa emerging Tension layers, also called structures or textures, are the stronger the less favorable the viscosity characteristics and the longer the molecular chains, d. H. the higher the K value of the plastic to be processed. For plastics with particularly long molecular chains the textures or flow seam formations can become so strong that regular notches remain on the finished piece. These appearances (textures) form both at the shape or construction of the nozzle as well as the finished moldings a serious problem. The strength of the ready-to-use moldings is determined by these textures are significantly degraded. Works on pipes or other hollow profiles This reduction in strength has a particularly great impact on the bursting pressure strength uncomfortable, because the pipe at the points where the plastic compound forming the pipe When conveying through the spray head, the support studs or support webs of the ring nozzle flowed around has strips of reduced strength. Extruded plastic pipes therefore tend to burst in the longitudinal direction at these points under a certain internal pressure.

Um die eben geschilderten, durch Texturen hervorgerufenen Nachteile erträglicher zu gestalten, ist es bereits bekannt, die Kunststoffmasse mit einer erheblich über ihrem Erweichungspunkt liegenden Temperatur der Düse zuzuführen, wodurch hinter den den Lochdorn haltenden Rippen oder Stegen eine bessere Verschweißung des Materials herbeigeführt werden soll. The disadvantages caused by textures just described To make it more bearable, it is already known to use the plastic compound with a to supply the nozzle with a temperature that is significantly above its softening point, as a result of which a better weld is achieved behind the ribs or webs holding the piercer of the material is to be brought about.

Des weiteren ist aus denselben Gründen bereits vorgeschlagen worden, die Rippen oder Stege, mit denen der Lochdorn in seiner Stellung fixiert ist, durch eine auf den Bereich der Rippen oder Stege örtlich begrenzte Wärmezufuhr zusätzlich aufzuheizen, um zumindest in der Stegpartie die Plastifizierungstemperatur zu erhalten und eine bevorzugte Abkühlung der Kunststoffmasse beim Umfließen der Tragrippen oder Stege zu vermeiden. Eine solche zusätzliche Aufheizung kann sowohl durch eine um den Düsenmantel herumliegende Ringheizung als auch durch im Inneren der Rippen oder Stege angeordnete elektrische Heizelemente erfolgen. Furthermore, for the same reasons, it has already been suggested that through the ribs or webs with which the piercer is fixed in its position a locally limited supply of heat to the area of the ribs or webs heat up in order to maintain the plasticizing temperature at least in the web part and a preferred cooling of the plastic mass when flowing around the support ribs or avoid bridges. Such additional heating can both by a Ring heating around the nozzle jacket as well as inside the ribs or webs arranged electrical heating elements take place.

Derartige Maßnahmen können zwar das Verschweißen des Materials hinter den Rippen oder Stegen unter Umständen begünstigen, aber die eigentliche Ursache der Texturen bzw. Fließnahtbildungen, nämlich die Materialorientierung durch Reibungskräfte an den Rippen- oder Stegwänden, wird vollkommen unberücksichtigt gelassen. Hinzu kommt, daß die Wärmekontrolle an den einzelnen Punkten, beispielsweise den Rippen oder Stegen, technisch außerordentlich schwierig ist, so daß zu der Material-Orientierung sehr leicht noch thermische Schädigungen der Kunststoffmasse hinzukommen können. Diese Maßnahmen erbrachten also keinen befriedigenden Erfolg. Such measures can admittedly result in the welding of the material behind may favor the ribs or webs, but the real cause the textures or flow seams, namely the material orientation due to frictional forces on the rib or web walls, is completely disregarded calmly. In addition, the heat control at the individual points, for example the ribs or webs, is technically extremely difficult, so that the material orientation Thermal damage to the plastic compound can easily occur. So these measures did not produce any satisfactory results.

Zur Beseitigung von Texturen bzw. Fließnähten bei stranggepreßten Rohren ist ein Rohrspritzkopf bekannt, bei dem im Bereich zwischen den den Dorn haltenden Stegen und dem Austrittsspalt der Düse in der Oberfläche des Dornes ein Außengewinde und in die Innenfläche des Düsenmantels ein gegengängiges Innengewinde eingeschnitten ist. Durch diese Gewindezüge wird beim Durchgang der Preßmasse durch den Spritzkopf die Innenhaut des Schlauches beispielsweise nach rechts und die Außenhaut nach links abgelenkt. Da aber die Förderung der Preßmasse auf Grund des von dem Extruder aufgebauten Preßdruckes erfolgt, also durch rückwärtig angreifende Schubkräfte, wird die Preßmasse bei ihrem Durchfluß durch den Spritzkopf immer den Weg des geringsten Widerstandes wählen. Das heißt, daß all die im Querschnitt des Materialflusses gelegenen Schichten, die nicht unmittelbar von den Gewindezügen erfaßt werden, in gerader Richtung weiterströmen, wobei in diesen relativ dicken Schichten auch keine Beseitigung der Fließnähte erfolgt. For the removal of textures or flow seams in extruded Tubing, a pipe extrusion head is known in which in the area between the mandrel holding webs and the exit gap of the nozzle in the surface of the mandrel External thread and an opposing internal thread in the inner surface of the nozzle jacket is incised. Through these threads, the molding compound is passed through the spray head, the inner skin of the hose, for example, to the right and the outer skin deflected to the left. But since the promotion of the molding compound on the basis of the Extruder built up pressure takes place, so by backward acting thrust, the molding compound will always take the slightest path as it flows through the spray head Choose resistance. This means that all those located in the cross section of the material flow Layers that are not directly covered by the threads, in straight lines In the direction of flow, with no elimination in these relatively thick layers the flow seams takes place.

Die Fließnähte werden durch die Ablenkung der äußeren dünnen Grenzschichten lediglich verwischt.The flow lines are created by the deflection of the outer thin boundary layers just blurred.

Es sind ferner Verfahren sowie entsprechende Vorrichtungen bekannt, die durch Erschütterungen des Massestranges beispielsweise durch Beschallung oder mechanisch erzeugte Schwingungen die Beseitigung von Texturen bewirken. Derartige Verfahren oder Vorrichtungen eignen sich aber nur bei der Verarbeitung von thixotrop veranlagten Massen, wie beispielsweise keramische Massen, insbesondere Ton od. dgl. deren Molekularaufbau sich aber grundlegend von dem der Kunststoffe unterscheidet. Kunststoffe, insbesondere die zum Strangpressen geeignete Thermoplaste mit langen Molekülketten, sind dagegen gegen Thixotropie unempfindlich. Außerdem kann durch die auf einen Kunststoffstrang einwirkenden Erschütterungen, z. B. Ultraschall, ein unkontrollierbarer Wärmeeffekt auftreten, der wiederum zu thermischen Schädigungen des Kunststoffes führen kann. There are also methods and corresponding devices known caused by vibrations of the mass strand, for example by sound or mechanically generated vibrations cause the removal of textures. Such However, methods or devices are only suitable for processing thixotropic predisposed masses, such as ceramic masses, in particular clay or the like. but their molecular structure differs fundamentally from that of plastics. Plastics, especially thermoplastics suitable for extrusion with long Molecular chains, on the other hand, are insensitive to thixotropy. Also can through the vibrations acting on a plastic strand, e.g. B. Ultrasound, an uncontrollable heat effect can occur, which in turn leads to thermal damage of the plastic.

Schließlich sind zur Beseitigung von Texturen, insbesondere bei der Verarbeitung von keramischen Massen noch gitter- oder siebartige Organe bekannt, die unmittelbar vor den Düsenlippen innerhalb der Düse angeordnet sind und die gegebenenfalls auch quer zur Vorschubrichtung des Massestranges in Schwingungen versetzt werden können. Bei derartigen schwingenden Organen wird in der Masse ebenfalls ein thixotroper Effekt hervorgerufen, und es treten bei der Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen die gleichen Nachteile auf wie bei den direkten thixotropen Verfahren. Feststehende Gitter oder Siebe sind für die Kunststoffverarbeitung aber nur dann geeignet, wenn der durch feststehende Gitter od. dgl. entstehende Druckaufbau in Kauf genommen werden kann oder sogar erwünscht ist. Finally, remove textures, especially the Processing of ceramic bodies still known as lattice-like or sieve-like organs, which are arranged immediately in front of the nozzle lips inside the nozzle and which, if applicable, are can also be made to vibrate transversely to the feed direction of the mass strand can. In the case of such vibrating organs, the mass also becomes thixotropic Effect caused and it occur in the processing of thermoplastics the same disadvantages as with the direct thixotropic method. Fixed Grids or sieves are only suitable for plastics processing if the pressure build-up caused by fixed grids or the like taken into account can be or is even desired.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bei stranggepreßten Kunststofferzeugnissen auftretenden Tex- turen, die durch im Spritzkopf vorhandene, zur Halterung eines Kernes oder Lochdornes dienender Rippen oder Stege hervorgerufen werden, so zu zerstören, daß das Fertigprodukt aus einem innigen und gleichmäßigen Gefüge besteht. The object of the invention is that of extruded plastic products occurring tex- tures, by existing in the spray head, to hold a Ribs or webs serving to destroy the core or piercer, that the finished product consists of an intimate and uniform structure.

Die Erfindung bezieht sich somit auf einen Spritzkopf zum kontinuierlichen Strangpressen von Hohlprofilen aus thermoplastischen Kunststoffen, bei dem der in der Düse angeordnete Dorn von den zum Austrittsquerschnitt führenden Werkstoffzuführungskanal durchsetzenden Stegen gehalten ist und bei dem im Bereich zwischen den den Dorn haltenden Stegen und dem Austrittsquerschnitt der Düse bauliche Vorkehrungen zur Beseitigung der durch die Dornhaltestege erzeugten Fließnähte getroffen sind. The invention thus relates to a spray head for continuous Extrusion of hollow profiles made of thermoplastics, in which the in the nozzle arranged mandrel from the material feed channel leading to the outlet cross-section penetrating webs is held and in the area between the mandrel holding webs and the outlet cross-section of the nozzle structural precautions Elimination of the flow seams generated by the mandrel retaining webs are made.

Der erfindungsgemäße Spritzkopf zeichnet sich gegenüber bekannten Spritzköpfen dadurch aus, daß auf der zum Austrittsquerschnitt der Düse hin gelegenen Seite der Dornhaltesteg und diesen unmittelbar benachbart in den Werkstoffzuführungskanal hineinragende Rührwerkzeuge angeordnet sind und daß für die Rührwerkzeuge ein eigener Antrieb vorgesehen ist. The spray head according to the invention is distinguished from known ones Spray heads from the fact that located on the outlet cross-section of the nozzle Side of the mandrel holding web and this immediately adjacent in the material feed channel protruding stirring tools are arranged and that a separate one for the stirring tools Drive is provided.

Durch diese Ausgestaltung des Spritzkopfes wird erreicht, daß die durch Reibungskräfte an den Stegwänden molekular längsorientierten Materialschichten (Texturen, Fließnähte) eine Durchmischung und damit nahezu vollkommene Homogenisierung erfahren, wobei eine Vernetzung oder Verästelung der Molekülketten auch quer zur Längsrichtung des Stranges herbeigeführt wird. This configuration of the spray head ensures that the due to frictional forces on the walls of the web, longitudinally oriented molecular layers of material (Textures, flow seams) a thorough mixing and thus almost complete homogenization experienced, with a cross-linking or branching of the molecular chains also transversely to The longitudinal direction of the strand is brought about.

Vorteilhaft sind die Rührwerkzeuge axial auf Wellen aufgesetzt, die in radial zum Werkstoffzuführungskanal ausgerichteten Bohrungen des Düsenmantels drehbar gelagert und von außen über Ritzel und Zahnkranz antreibbar sind. The stirring tools are advantageously placed axially on shafts that in bores in the nozzle jacket that are aligned radially to the material feed channel rotatably mounted and can be driven from the outside via pinion and toothed ring.

Um ein Durchdringen der in der Düse unter hohem Druck stehenden Kunststoffmasse durch die Radialbohrungen des Düsenmantels zu verhindern, ist es zweckmäßig, daß die Wellen an ihren die Rührwerkzeuge tragenden Enden konische Erweiterungen aufweisen und mit diesen in entsprechend ausgebildeten Ausmündungen der radialen Bohrungen des Düsenmantels eingepaßt sind. In order to penetrate the plastic mass which is under high pressure in the nozzle to prevent by the radial bores of the nozzle jacket, it is appropriate that the shafts have conical widenings at their ends carrying the stirring tools and with these in appropriately designed openings of the radial bores of the nozzle jacket are fitted.

Vorteilhaft ist ferner, wenn in den Radialbohrungen des Düsenmantels oder in den die Rührwerkzeuge tragenden Wellen Längs- oder Spiralnuten vorgesehen werden, durch die in die Lagerungen eingedrungenes und geschädigtes Material nach außen abbefördert werden kann. Durch diese Maßnahme ist die Gewähr gegeben, daß sich vorzugsweise beim Anfahren der Maschine eventuell in die Lagerungen eindrückendes Material nicht festsetzen und verbrennen kann. It is also advantageous if in the radial bores of the nozzle jacket or longitudinal or spiral grooves are provided in the shafts carrying the stirring tools through which penetrated and damaged material into the bearings can be carried away outside. This measure guarantees that possibly pressing into the bearings when starting the machine Material cannot seize and burn.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Rührwerkzeuge an einem in einer Ringnut des Düsenmantels dreh- oder schwenkbar gelagerten Ring befestigt. Vorteilhaft sind mehrere Rührwerkzeuge tragende Ringe hintereinander vorgesehen, die gleich oder gegenläufig antreibbar sind. Auch bei dieser Ausführungsform sind zweckmäßig nach außen führende Durchlaßöffnungen vorgesehen, durch die zwischen die Dichtflächen des Ringes oder der Ringe eingedrungenes plastisches Material abgeführt werden kann. In another embodiment of the device according to the invention the stirring tools can be rotated or pivoted on one in an annular groove in the nozzle jacket mounted ring. Several rings carrying stirring tools are advantageous provided one behind the other, which can be driven in the same or in opposite directions. Also at this embodiment are expediently provided through openings leading to the outside, due to the plastic that has penetrated between the sealing surfaces of the ring or rings Material can be discharged.

Zu dieser Ausführungsform ist zum Stand der Technik jedoch noch ein Spritzkopf zur Herstellung von Schlauchfolien zu erwähnen, wonach es bereits bekannt ist, einen konzentrisch zum Dorn angeordneten Ring in einer Ringnut des Düsenmantels drehbar zu lagern. Bei der Drehung des Ringes, dessen innerer Umfang mit dem Werkstoff in Berührung kommt, werden tangential gerichtete Kräfte auf die den Spritzkopf durchströmende Preßmasse ausgeübt, wodurch das Wiedervereinigen des zuvor geteilten Stranges gefördert und gleichzeitig eine Verbesserung der Homogenität infolge adiabatischer Erwärmung herbeigeführt wird. Diese Wirkungen treten aber nur bei sehr dünnen Düsenquerschnitten (Folienherstellung) auf. Die Anwendung von in den Werkstoffzuführungskanal hineinragenden Rührwerkzeugen ist auch in diesem Zusammenhang bei großen Düsenquerschnitten nicht bekannt. For this embodiment, however, there is still a prior art Mentioning the spray head for the production of tubular films, after which it is already known is, a ring arranged concentrically to the mandrel in an annular groove of the nozzle jacket to be rotated. When rotating the ring, its inner circumference with the material comes into contact, tangentially directed forces are applied to those flowing through the spray head Applied molding compound, which promoted the reunification of the previously divided strand and at the same time an improvement in homogeneity due to adiabatic heating is brought about. However, these effects only occur with very thin nozzle cross-sections (Film production). The use of protruding into the material feed channel Stirring tools is also not possible in this context with large nozzle cross-sections known.

Eine weitere mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzkopfes besteht darin, daß Rührwerkzeuge als Verlängerungen der Dornhaltestege ausgebildet sind. Another possible embodiment of the spray head according to the invention consists in the fact that stirring tools are designed as extensions of the mandrel holding webs are.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Spritzkopfes seien an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch ein auf einer normalen Ringdüse hergestelltes Kunststoffrohr, F i g. 2 ein Schaubild in polarer Darstellung, das die Festigkeit eines wie in Fig. 1 dargestellten Kunststoffrohres innerhalb der einzelnen Kreisabschnitte veranschaulicht, F i g. 3 einen Querschnitt durch einen Ringspritzkopf mit den nach der Erfindung ausgebildeten Rührwerkzeugen, F i g. 4, 5, 6 und 7 verschieden ausgestaltete Rührwerkzeugköpfe, Fig. 8 einen Ausschnitt aus einer längsgeschnittenen Ringdüse, bei der die erfindungsgemäßen Rührwerkzeuge auf einem in einer Ringnut des Düsenmantels gelagerten Ring befestigt sind, Fig. 9, 10 und 11 im Schnitt von oben gesehen drei verschieden ausgebildete den Lochdorn tragende Stege mit an ihren Enden angeordneten Rührwerkzeugen. Further details of the spray head according to the invention are provided Hand of the drawings explained. It shows F i g. 1 shows a cross section through a A plastic tube made of a normal ring nozzle, FIG. 2 a diagram in polar representation showing the strength of a plastic pipe as shown in FIG illustrated within the individual circle sections, F i g. 3 shows a cross section by a ring spray head with the stirring tools designed according to the invention, F i g. 4, 5, 6 and 7 differently designed stirring tool heads, FIG. 8 shows a detail from a longitudinally cut ring nozzle in which the stirring tools according to the invention are fastened on a ring mounted in an annular groove of the nozzle jacket, Fig. 9, 10 and 11, seen in section from above, three differently designed piercing mandrels supporting webs with stirring tools arranged at their ends.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein stranggepreßtes Kunststoffrohr, das mittels einer normalen Ringdüse hergestellt worden ist. Das Rohr weist an den Stellen, wo die Kunststoffmasse beim Durchgang durch die Spritzdüse die Tragrippen umflossen hat, innere und äußere Einkerbungen a und b auf. Es ist verständlich, daß die Rohrwandung durch diese Einkerbungen a und b eine empfindliche Festigkeitsverminderung erfährt. Bei der Verarbeitung von Kunststoffen mit guten Viskositätsmerkmalen brauchen diese Einkerbungen jedoch nicht aufzutreten, so daß die Rohrwandung an diesen Stellen die gleiche Dicke hat wie an dem übrigen Umfang. Bei einem Reiß-oder Dehnungsversuch lassen sich aber auch dann längsverlaufende Zonen mit verminderter Festigkeit erkennen. Fig. 1 shows a cross section through an extruded plastic pipe, which has been produced by means of a normal ring nozzle. The pipe points to the Place where the plastic compound meets the support ribs as it passes through the spray nozzle has flowed around, inner and outer notches a and b. It's understandable, that the pipe wall through these notches a and b a sensitive reduction in strength learns. Need when processing plastics with good viscosity characteristics However, these notches do not occur, so that the pipe wall at these points has the same thickness as on the rest of the circumference. When trying to tear or stretch however, longitudinal zones with reduced strength can also be identified.

Diese festigkeitsverminderten Zonen verdeutlicht das in polarer Darstellung gezeichnete Schaubild der F i g. 2. Der Strahlenstern entspricht der Gradeinstellung von 0 bis 3600, während die dünnen schwarzen Kreise Maßlinien sind, die den Festigkeitswert, beispielsweise kg/cm2, anzeigen. Am Verlauf der Kurve sieht man deutlich, daß an den Stellen, an denen die Kunststoffmasse beim Durchgang durch den Spritzkopf die Tragarme oder Tragrippen umflossen hat, nämlich bei 00, 1200 und 2400, sehr große Festigkeitsverminderungen auftreten. Diese Festigkeitsver- minderungen lassen sich vermeiden, wenn die Kunststoffmasse, nachdem sie die Tragrippen oder Tragstege für den Lochdorn umflossen hat, nochmals durchgemischt und homogenisiert wird. These zones of reduced strength illustrate this in a polar representation drawn diagram of FIG. 2. The star of rays corresponds to the degree setting from 0 to 3600, while the thin black circles are dimension lines that indicate the strength value, for example kg / cm2. The course of the curve clearly shows that the points at which the plastic compound passes through the spray head Has flowed around support arms or support ribs, namely at 00, 1200 and 2400, very large Strength reductions occur. This strength reductions can be Avoid using the plastic compound after using the support ribs or support webs for has flowed around the piercer, is mixed again and homogenized.

In F i g. 3 ist eine entsprechend ausgebildete Ringdüse dargestellt. Diese Düse, die in ihrem Grundaufbau den bekannten Ringdüsen entspricht, wird an den Spritzkopf 1 angeflanscht und besteht aus einem hohlen Düsenmantel 2 und einem inwendigen Lochdorn 3, der mittels der Stege oder Rippen 4 zentrisch gehalten wird. Am Düsenmund ist ferner in bekannter Weise ein Zentrierring 5 vorgesehen, der mittels der Schrauben 6 genau zum Lochdorn 3 eingestellt werden kann und durch eine auf den Düsenmantel 2 aufgeschraubte Oberwurfmutter 7 gehalten wird. In Fig. 3 shows a correspondingly designed ring nozzle. This nozzle, which in its basic structure corresponds to the known ring nozzles, is switched on the spray head 1 flanged and consists of a hollow nozzle jacket 2 and a internal piercer 3, which is held centrally by means of the webs or ribs 4. At the nozzle mouth, a centering ring 5 is also provided in a known manner, which means the screws 6 can be adjusted exactly to the piercer 3 and through a the nozzle jacket 2 screwed on cap nut 7 is held.

Zur Beseitigung der durch die Stege 4 hervorgerufenen Texturen sind unmittelbar hinter den Stegen in die Fließbahn der Preßmasse hineinragende Rührwerkzeuge 8 vorgesehen. Diese Rührwerkzeuge 8, die sehr verschiedenartig ausgestaltet sein können, sind nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel jeweils auf das eine Ende von Wellen 9 axial aufgesetzt, die in radial zum Werkstoffzufuhrungskanal ausgerichteten Bohrungen des Düsenmantels 2 drehbar gelagert sind. Auf das freie, aus dem Düsenmantel 2 nach außen herausragende Ende der Wellen 9 sind Ritzel 10 aufgekeilt, und über einen auf dem Düsenmantel gelagerten und diesen als Achse benutzenden verzahnten Ring 11, der mit allen Ritzeln 10 im Eingriff steht, können die Wellen 9 und damit die Rührwerkzeuge 8 in Drehung versetzt werden. Der Antrieb des verzahnten Ringes 11 kann über beliebige mechanische Mittel erfolgen. Die Wellen 9 weisen an ihren die Rührwerkzeuge 8 tragenden und in die Düse hineinragenden Enden konische Erweiterungen 13 auf, die nach Art eines Ventilsitzes in entsprechend ausgebildete Ausmündungen der Radialbohrungen des Düsenmantels 2 eingepaßt sind. Durch diesen Ventilsitz, der durch den herrschenden Innendruck dicht gehalten wird, wird ein Eindringen der zu verarbeitenden Kunststoffmasse in die Radialbohrungen weitestgehend vermieden. Da sich aber ein Eindringen bzw. Durchdringen von Kunststoffteilchen, insbesondere beim Anfahren der Maschine, kaum hundertprozentig verhindern läßt, sind, um ein Festsetzen oder auch Verbrennen von Kunststoffteilchen zu vermeiden, in den Radialbohrungen des Düsenmantels 2 oder in den die Rührköpfe tragenden Wellen 9 Längs- oder Spiralnutenl2 vorgesehen, durch die eventuell eingedrungenes und geschädigtes Material nach außen abbefördert wird. To eliminate the textures caused by the webs 4 are Immediately behind the webs protruding into the flow path of the molding compound 8 provided. These stirring tools 8, which can be designed very differently can, according to a preferred embodiment, each on one end axially placed by shafts 9, which are aligned radially to the material feed channel Bores of the nozzle jacket 2 are rotatably mounted. On the free, from the nozzle jacket 2 outwardly protruding end of the shafts 9, pinions 10 are keyed, and over a toothed one mounted on the nozzle jacket and using it as an axis Ring 11, which is in engagement with all pinions 10, the shafts 9 and thus the stirring tools 8 are set in rotation. The drive of the toothed ring 11 can be done by any mechanical means. The shafts 9 point to their conical extensions carrying the stirring tools 8 and projecting into the nozzle ends 13, which in the manner of a valve seat in appropriately designed orifices the radial bores of the nozzle jacket 2 are fitted. Through this valve seat, which is kept tight by the prevailing internal pressure, a penetration of the Plastic compound to be processed in the radial bores is largely avoided. But since there is a penetration or penetration of plastic particles, in particular when starting the machine, barely one hundred percent can be prevented, to one To avoid sticking or burning of plastic particles in the radial bores of the nozzle jacket 2 or in the shafts 9 carrying the agitator heads longitudinal or spiral groovesl2 provided, through which possibly penetrated and damaged material to the outside is carried away.

Die Rührwerkzeuge können praktisch jede beliebige Form erhalten. Je nach dem zu verarbeitenden Kunststoff bzw. je nach der Viskosität des zu verarbeitenden Kunststoffes kann die Fließnaht gewalkt, geknetet oder regelrecht nochmals durchgemischt werden. Eines der einfachsten Werkzeuge ist das sowohl in F i g. 3 als auch in F i g. 4 gezeigte, das aus zwei glatten zylindrischen Stiften 8 besteht. The stirring tools can have practically any shape. Depending on the plastic to be processed or depending on the viscosity of the plastic to be processed Plastic, the flow seam can be tumbled, kneaded or even mixed again will. One of the simplest tools is that in both Fig. 3 as well as in F i g. 4, which consists of two smooth cylindrical pins 8.

Durch die Drehung des Werkzeuges entsteht ein regelrechter Rühreffekt gegenüber der auf die Achse des Werkzeuges zulaufenden Orientierungsebene des Kunststoffstranges. Infolge der Bewegungen erleiden die einzelnen Molekülketten eine schnell aufeinanderfolgende Lageveränderung, so daß eine innige Vermischung und somit eine nahezu vollkommene Homogenität der Kunststoffmasse erreicht wird.The rotation of the tool creates a real stirring effect compared to the orientation plane of the plastic strand tapering towards the axis of the tool. As a result of the movements, the individual molecular chains suffer a rapid succession Change of position, so that an intimate mixing and thus an almost perfect Homogeneity of the plastic mass is achieved.

Ein hakenförmiges Mischwerkzeug ist in der Fig. 5 a und 5b gezeigt. Dieses Werkzeug besitzt eine größere Stabilität als das in F i g. 4 gezeigte und eignet sich daher besonders zur Verarbeitung von sehr zähen und weniger viskosen Kunststoffmassen. A hook-shaped mixing tool is shown in FIGS. 5 a and 5 b. This tool has greater stability than that in FIG. 4 shown and is therefore particularly suitable for processing very tough and less viscous ones Plastic masses.

Das gleiche gilt für das etwa löffelförmige Werkzeug nach F i g. 6 a und 6 b. Die Kanten dieses Werkzeuges können je nach Bedarf Stauradien tragen oder messerartig angeschliffen werden.The same applies to the approximately spoon-shaped tool according to FIG. 6th a and 6 b. The edges of this tool can have storage radii as required or be sharpened like a knife.

In den F i g. 7 a und 7b ist ein mehr zur Walkung oder Knetung der Kunststoffmasse geeignetes Werkzeug wiedergegeben. Dieses Werkzeug weist eine auf einer schrägverlaufenden Fläche wellenartig liegende Erhebung auf, durch die die Kunststoffmasse bei der Drehung des Werkzeuges gewalkt oder geknetet wird. In the F i g. 7 a and 7b is one more for fulling or kneading the Plastic mass suitable tool reproduced. This tool has a a sloping surface undulating elevation through which the Plastic compound is tumbled or kneaded when the tool is rotated.

Außer diesen in den F i g. 4 bis 7 aufgezeigten Werkzeugen ist auch jede beliebige andere Werkzeugform anwendbar, die ein Rühren, Walken, Kneten oder Mischen der Kunststoffmasse herbeiführt.In addition to these in FIGS. 4 to 7 tools shown is also any other form of tool applicable that involves stirring, milling, kneading or Mixing the plastic mass brings about.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung Fig. 8 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Rührwerkzeuge 15, die wiederum die Form von Stiften, Löffeln, Flügeln oder Haken haben können, an einem Ring 16 befestigt, der in einer in den Düsenmantel eingelassenen Ringnut gelagert ist und der über beliebige mechanische Mittel von außen her gedreht bzw. hin- und herbewegt werden kann. A second exemplary embodiment is shown in FIG. 8. In this embodiment, the stirring tools 15, which in turn are in the form of Pins, spoons, wings or hooks can have attached to a ring 16, the is mounted in an annular groove let into the nozzle jacket and via any mechanical means can be rotated or moved back and forth from the outside.

Die Anordnung der Werkzeuge 15 auf dem Ring 16 sowie die Einstellung des Ringes 16 ist so getroffen, daß die Rührköpfe jeweils genau hinter einem Steg 4 zu liegen kommen. Wird nun der Ring 16 während des Arbeitsprozesses hin- und herbewegt, so nehmen an dieser Hin- und Herbewegung auch die in die Fließbahn der Kinststoffmasse hineinragenden Werkzeuge 15 teil, wobei durch das ständige Hin- und Hergeben eine Zerstörung der durch die Stege 4 hervorgerufenen Texturen erfolgt. Vorteilhaft können auch zwei oder mehrere Rührwerkzeuge tragende Ringe 16 hintereinanderliegend vorgesehen werden, die dann zweckmäßig gegenläufig bzw. im Gegentakt hin- und herbewegt werden. Ein Nachteil dieses Ausführungsbeispiels ist die verhältnismäßig schlechte Abdichtmöglichkeit des Ringes bzw. der Ringe 16.The arrangement of the tools 15 on the ring 16 and the setting of the ring 16 is made so that the agitator heads each exactly behind a web 4 come to rest. If the ring 16 is now moved back and forth during the work process, so also take part in this back and forth movement in the flow path of the kinetic material mass protruding tools 15 part, with the constant back and forth a Destruction of the textures caused by the webs 4 takes place. Can be beneficial rings 16 carrying two or more stirring tools are also provided one behind the other which are then expediently moved back and forth in opposite directions or in push-pull. A disadvantage of this embodiment is the relatively poor sealing possibility of the ring or rings 16.

Es empfiehlt sich auch hier nach außen führende Durchlaßbohrungen vorzusehen, durch die in die Ringlagerung eingedrungenes und eventuell geschädigtes Material nach außen abgeführt werden kann.It is also recommended here to have through holes leading to the outside to be provided through which penetrated into the ring bearing and possibly damaged Material can be discharged to the outside.

Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 9, 10 und 11 dargestellt. Diese Figuren zeigen jeweils einen den Lochdorn oder Kern haltenden Steg 4 in einem längsverlaufenden Schnitt von oben gesehen. A third embodiment is shown in FIGS. 9, 10 and 11. These figures each show a web 4 holding the piercer or core in one longitudinal section seen from above.

Die Stege selbst sind in bekannter Weise um ein glattes und möglichst reibungsloses Vorbeifließen der Kunststoffmasse zu gewährleisten, etwa fischkörperförmig ausgebildet. In F i g. 9 ist unmittelbar hinter dem Steg 4 ein flossenförmiger Flügel 17 vorgesehen, der auf der Achse 18 drehbar gelagert ist und mittels eines nicht dargestellten Antriebes hin- und hergeschwenkt werden kann. Dieser flossenförmige Flügel 17, der praktisch eine Verlängerung des Steges 4 darstellt, lenkt je nach seiner Stellung den Materialfluß bzw. die sich bildende Fließnaht nach rechts oder links ab. Bei einem Ausschwenken des Flügels von etwa 350 werden in der Strömung des Materialflusses Strömungswirbel hervorgerufen, die ein Abreißen der Fließnaht und eine regelrechte Vermischung der längsorientierten Molekülketten bewirken. Die bei dem Vorbeigleiten an den Steg- wänden des Steges 4 längsorientierten Molekülketten werden durch die Pendelbewegung des flossenförmigen Flügels 17 ständig wellenförmig hin- und hergelenkt, wobei jeweils an den äußersten Punkten der Wellenlinien ein Abreißen und Vermischen der Texturen durch Wirbelbildung erfolgt.The webs themselves are in a known manner around a smooth and possible To ensure that the plastic mass flows past smoothly, for example in the shape of a fish body educated. In Fig. 9 is a fin-shaped wing immediately behind the web 4 17 is provided, which is rotatably mounted on the axis 18 and not by means of a shown drive can be pivoted back and forth. This fin-shaped Wing 17, which is practically an extension of the web 4, steers depending on its position the material flow or the flow seam that is formed to the right or turn left. If the wing swings out by about 350, the current will be in the flow the flow of material caused vortices that tear off the flow seam and cause a proper mixing of the longitudinally oriented molecular chains. the while sliding past the jetty walls of the web 4 longitudinally oriented molecular chains are constantly undulating due to the pendulum motion of the fin-shaped wing 17 to and fro, each at the outermost points of the wavy lines a Tearing off and mixing of the textures is done by vortex formation.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 10 ist der Steg 4 an seinem Ende nach innen abgerundet ausgebildet, und hinter dem Steg ist auf einer Achse 19 ein ellipsenförmiger Drehkörper 20 angeordnet, dessen größter Durchmesser etwas breiter ist als der Steg selbst. Die Anordnung des ellipsenförmigen Drehkörpers 20 ist so getroffen, daß bei einer Drehung des Körpers die Spitzen der Ellipse genau an der nach innen eingebuchteten Rückwand des Steges 4 vorbeistreichen. Hierdurch wird intermittierend ein Teil jener orientierten Masse, welche dem Drehsinn des Ellipsenkörpers entgegenläuft, zwischen Rückwand und Ellipsenkörper 20 eingeschlossen und im Rhythmus der Drehung in die orientierte Fläche auf der gegenüberliegenden Seite hineingepumpt, jedoch so, daß hinter dem Steg, also hinter der nach innen eingebuchteten Rückwand des Steges 4 keine toten Ecken entstehen, in denen sich Material festsetzen kann. Die rückwärtige Fläche ist sozusagen selbstreinigend ausgebildet. Bei der Drehung des elliptischen Drehkörpers 20 entsteht zusätzlich eine gewisse Wirbelbildung in dem Materialfluß, wodurch die Masse ebenfalls gemischt und homogenisiert wird. In the embodiment according to FIG. 10 is the web 4 on his The end is rounded inwards, and behind the web is on an axis 19 an elliptical rotating body 20 is arranged, the largest diameter of which is somewhat is wider than the web itself. The arrangement of the elliptical rotating body 20 is made so that when the body is rotated, the tips of the ellipse are exactly Brush past the inwardly indented rear wall of the web 4. Through this intermittently becomes a part of that oriented mass which corresponds to the direction of rotation of the Elliptical body runs in the opposite direction, enclosed between the rear wall and the elliptical body 20 and in the rhythm of the rotation in the oriented surface on the opposite Side pumped in, but so that behind the bridge, so behind the inside indented rear wall of the web 4 no dead corners arise in which Material can set. The rear surface is designed to be self-cleaning, so to speak. When the elliptical rotating body 20 is rotated, a certain amount also arises Vortex formation in the material flow, whereby the mass is also mixed and homogenized will.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 11 zeigt einen auf der Achse 21 rotierenden zylindrischen Drehkörper 22, der unmittelbar hinter dem Steg 4 vorgesehen ist, wobei sich der Drehkörper 22 in die nach innen eingebogene Rückwand des Steges 4 einpaßt. Der Drehkörper 22 ist wiederum in seinem Durchmesser größer, als der Steg 4 breit ist. Das Material trifft daher mit ziemlichem Druck auf den Drehkörper 22 auf und wird durch die Rotation des Drehkörpers in Drehrichtung mitgenommen. Hierdurch entsteht im Materialfluß eine Wirbelbildung, wodurch die molekular längsorientierten Grenzschichten des Materials eine Vermischung erfahren. The embodiment according to FIG. 11 shows one on the axis 21 rotating cylindrical body 22 which is provided immediately behind the web 4 is, the rotating body 22 in the inwardly curved rear wall of the web 4 fits. The rotating body 22 is in turn larger in diameter than that Web 4 is wide. The material therefore hits the rotating body with a fair amount of pressure 22 and is carried along by the rotation of the rotating body in the direction of rotation. This creates a vortex formation in the material flow, whereby the molecularly longitudinally oriented Boundary layers of the material experience mixing.

Die Drehkörper 20 und 22 können gegebenenfalls durch Ätzen leicht aufgerauht werden.The rotating bodies 20 and 22 can be easily etched if necessary be roughened.

Claims

Claims: 1. Die head for continuous extrusion of hollow profiles made of thermoplastics, in which the one arranged in the nozzle The mandrel penetrating the material feed channel leading to the outlet cross-section Is held webs and in the area between the mandrel-holding webs and the outlet cross-section of the nozzle structural provisions to eliminate the flow seams generated by the mandrel retaining webs are met, characterized in that that on the side facing the outlet cross-section of the nozzle of the mandrel retaining webs (4) and projecting directly adjacent to this into the material feed channel Stirring tools (8) are arranged and that a separate one for the stirring tools (8) Drive (10, 11) is provided.

2. Injection head according to claim 1, characterized in that the stirring tools (8) are placed axially on shafts (9) in radial direction to the material feed channel aligned holes of the nozzle jacket (2) rotatably mounted and can be driven from the outside via pinion (10) and ring gear (11).

3. Injection head according to claims 1 and 2, characterized in that that the shafts (9) have conical widenings at their ends carrying the stirring tools (8) (13) and with these in appropriately designed openings of the radial Bores of the nozzle jacket (2) are fitted.

4. Injection head according to claims 1 to 3, characterized in that that in the radial bores of the nozzle jacket (2) or in the stirring tools (8) supporting shafts (9) longitudinal or spiral grooves (12) for carrying away into the bearings penetrated plastic are provided.

5. Injection head according to claim 1, characterized in that the stirring tools (8) on one rotatably or pivotably mounted in an annular groove of the nozzle jacket (2) Ring (16) are attached.

6. Injection head according to claim 5, characterized in that several Rings (16) carrying stirring tools are provided one behind the other and are identical or are driven in opposite directions.

7. Injection head according to claim 1, characterized in that stirring tools are designed as extensions (17, 20, 22) of the mandrel holding webs (4). ~~~~~~~ Documents considered: German utility model No. 1 788 646; “British Plastics ", July 1958, pp. 279, 280.

Older patents considered: German Patent No. 1 128640.