DE2712970A1

DE2712970A1 - Schlauchkopf

Info

Publication number: DE2712970A1
Application number: DE19772712970
Authority: DE
Inventors: Harald Feuerherm; Dietmar Przytulla
Original assignee: Mauser KG
Current assignee: Mauser KG
Priority date: 1977-03-24
Filing date: 1977-03-24
Publication date: 1978-10-05

Description

Schlauchkopf
Die Erfindung betrifft einen Schlauchkopf zum Herstellen eines mehrschichtigen Hohlstranges aus thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus einem im Schlauchkopfgehäuse gehaltenen, zentral angespeisten Dorn, und einem in Ausspritzrichtung verlaufenden, über Kanäle mit der Materialeinlauföffnung verbundenen, ringförmigen und zur Spritzdüse hin offenen Zuführungskanal.
Bei bekannten Schlauchköpfen erfolgt die Zuführung des thermoplastischen Kunststoffes über kontinuierlich oder diskontinuierlich fördernde Extruder, und zwar wird das Material als Vollstrang in den Schlauchkopf eingeführt, um sodann nach Umströmen eines feststehenden Schlauchkopfteils in den ringförmigen Zuführungskanal zu gelangen und damit eine ringförmige Form zu erhalten.
Bei der Umformung vom Volistrang in einen Hohlstrang wird das Material mindestens einmal aufgeschnitten und nach Umströmen des feststehenden Teils wieder verschweißt. Dadurch treten bei dem thermoplastischen Kunststoff Inhomogenitäten auf, die durch Temperaturunterschiede benachbarter Materialteilchen, durch unterschiedliche Orientierungen der Moleküle vor allem durch unterschiedliche Fließgeschwindigkeiten der im Zuführungskanal zu verschweißenden Materialströme hervorgerufen werden können. Die Fließgeschwindigkeiten sind abhängig von den Fließwegen und den Kanalquerschnitten, die die Materialströme vor Erreichen des Zuführungskanals passieren müssen. Treten hierbei Differenzen auf, wird der Massefluß behindert, und es ergeben sich unerwünschte Wanddickenunterschiede im Vorformling, der späterhin während des Aufblasvorganges unterschiedliches Reckverhalten zeigt.
Bei Schlauchköpfen mit einem im Schlauchkopfzylindqr über Dornhalter ortsfest befestigten Dorn umströmt das Plastifikat die Dornhalterung, ehe es dem Zuführungskanal zugeleitet wird. Um ein möglichst gleichmäßiges Reckverhalten während des Aufblasvorganges zu erhalten, lfurden Dornhalter mit versetzten Stegen geschaffen. Das zentral angespeiste Plastifikat wird von den versetzt angeordneten Stegen geteilt. Dabei erfolgt die Aufspaltung nur bis zur Schlauchmitte, um eine bessere Verschweißung des Plastifikats zu erreichen, denn die inneren und äußeren Stege sind durch einen Ring verbunden, der eine Aufteilung in zwei Schichten herbeiführt. Zwischen den Stegen fließen Teilströme, deren Randschichten erhöhte Verweilzeiten und Orientierungen aufweisen. Durch die Behinderung des Masseflusses durch die Stege wird ein Zusammenfluß unterhalb der Stege gestört.
Diese Beeinträchtigung wird insbesondere durch die unterschiedlich langen Wegstrecken in den Kanälen zwischen inneren und äußeren Stegen begünstigt. Durch die Wegunterschiede ergeben sich verschiedene Fließgeschwindigkeiten und -zeiten, hierdurch wiederum Temperaturdifferenzen in den Schmelzströmen, woraus sich Orientierungs- und Dichteänderungen entwickeln. Man versucht einen einigermaßen befriedigenden Flußausgleich durch exakte Abstimmung der Länge des den Stegen nachfolgenden Zuführungskanals und der Abstimmung der Innen- und Außenkanäle zwischen den inneren und äußeren Stegen des Dornhalters zu erreichen.
Bei einer solchen Abstimmung sind die Materialbeschaffenheiten zu berücksichtigen. Ein zufriedenstellender Flußausgleich kann nur bei Kunststoffen mit vergleichbaren Stoffwerten funktionieren. Für die Verarbeitung von Kunststoffen anderer Stoffwerte muß der Schlauchkopf umgebaut werden, indem andere Steganordnungen, Kanalquerschnitte und -längen empirisch ermittelt werden müssen.
Nach der DT-OS 25 18 649 ist ein Schlauchkopf mit zentral angeströmtem Dorn bekannt, bei dem im oberen, im Schlauchkopf befestigten Dornteil der Zentralkanal angeordnet ist.
Der mit Abstand darunter stehende Dornteil ist unter Zwischenschaltung eines Dornhaltermittelteils durch sich in axialer Richtung erstreckende Bolzen am oberen Dornteil befestigt.
In dieser Weise entstehen zwei etagenförmig untereinanderliegende Kanäle, die ihrerseits über getrennte Ringkanäle in den Zuführungskanal einmünden. Im Längsschnitt gesehen, bietet sich das Bild mehrerer ineinander geschachtelt er Näpfe, deren konisch nach außen gerichtete Seitenwände die Ringkanalbegrenzungen bilden. Der aus dem Zentralkanal einlaufende Volistrang wird teilweise in der oberen Verteileretage aufgeteilt und über den sich anschließenden Ringkanal als Schlauch dem Zuführungskanal zugeführt. Ein Teil des Plastifikats wandert durch eine Zentralbohrung des Dornhaltermittelteils in die untere Verteileretage und von deren Ringkanal ebenfalls in den Zuführungskanal, in den die beiden zusammenlaufenden Teilströme zu einem Hohl strang zusammengeschweißt werden.
Hierbei sollen sich bessere Dornstabilitäten erreichen lassen.
Auch die Fließkanalabstimmung soll wegen der Rotationssymmetrie der Bauteile vereinfacht sein. Es bleiben aber unterschiedlich lange Fließwege, vor allem aber Verzerrungen des Materialstromes beim Durchtritt durch die zentrale Verbindungsöffnung zwischen den Verteileretagen im Dornhaltermittelteil und damit ähnliche Nachteile wie beim Stegdornhalter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schlauchkopf zur Herstellung eines mehrschichtigen Vorformlings aus thermoplastischem Rwlststoff so zu verbessern, daß eine Fließkorrektur hinter der Aufteilzone antfällt, wobei der Schlauchkopf auch ehr Kunststoffe unterschiedli8iérf wertfunktionen bei nur geringfügigen und vereinfachten Nachkorrekturen geeignet sein soll.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ende des in Achsrichtung verlaufenden Zentralkanals im Dorn in einen einzigen scheibenförmigen, mit dem Zuführungskanal verbundenen Querkanal einmündet, wobei mit Abstand vor dem Einlauf in den Zuführungskanal der Querkanal zu einem sich in Achsrichtung nach'oben und unten erstreckenden Ringraum erweitert ist, in dessen Innenraum eine Verteilerdüse unter Einhaltung von Wandabständen zur Ringrauminnen- und Hülsenaußenwand eingesetzt ist.
Dabei hat die Achserstreckung des rotationssymmetrischen Ringraumes vom Querkanal in beiden Richtungen gleiche Länge.
Auch die Wandabstände zu der Verteilerhülse sind gleich.
Durch die in ihren Abmessungen identischen Kanäle und durch die gleichen Längen in dem durch die Innenhülse aufgeteilten Ringraum, legt das Plastifikat nach der Aufspaltung gleiche Wege zurück, so daß gleiche Orientierungen und Temperaturen in den am Ende des einzigen Querkanals hinter dem Ringraum zusammenfließenden Teilströmen herrschen. Hierdurch sind Differenzen zwischen den Teilströmen ausgeschaltet, so daß sich eine Nachkorrektur erübrigt.
In Weiterführung der Erfindung kann die Verteilerhülse ober- und unterhalb des Querkanals durch gleichmäßig über den Hülseninnenumfang verteilte Längsstege mit der gegenüberliegenden Dornwand verbunden sein. Dabei sind mit Vorteil die Längsstege im oberen und unteren Hülsenteil versetzt angeordnet. Der der Stegseite nachgeschaltete stegfreie Kanal wirkt sodann als Bügelzone.
In Ausgestaltung der Erfindung kann die Verteilerhülse mittels an ihren Stirnflächen angreifenden Schraubbolzen innerhalb des Ringraumes befestigt sein, wobei nach einem weiteren Gedanl#en der Erfindung der Schraubbolzen querverlaufende Wanddurchbrechungen in der Verteilerhülse vorgesehen sind. Die Durchbrechungen dienen als Fließausgleich für den durch die Bolzen gehemmten Materialfluß.
In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispeilsweise dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen als Strangpresskopf ausgebildeten Schlauchkopf im Längsschnitt mit Längsstegverbindungen, Fig. 2 den Schnitt C-D der Fig. 1, Fig. 3 den Schnitt A-B der Fig. i, Fig. 4 einen Strangpresskopf mit erweitertem Zentralkanal, Fig. 5 einen Strangpresskopf mit Schraubbolzenverbindungen in vergrößertem Ausschnitt.
In den Fig. sind mit 13 der Zylinder des Strangpresskopfes, mit 2 der im Zylinder befestigte Dorn und mit 14 der auf dem Dorn 2 geführte Ringkolben bezeichnet. Der Ringkolben 14 ist bei den Ausführungsbeispielen in der oberen Stellung dargestellt. In der gestrichelten unteren Einstellung füllt der Ringkolben i4 den Speicherraum 15 voll aus.
Das vom Extruder 16 angelieferte Plastifikat gelangt nach rechtwinkliger Umlenkung in den im Dorn 2 angeordneten Zentralkanal 1 und von dort in den einzigen Querkanal 5, der mit Abstand vor Eintritt in den Zuführungskanal 4 zu einem Ringraum 6 erweitert ist. Der Hingraum 6 erstreckt sich in gleicher Länge in Achsrichtung nach oben und unten1 so daß der Querkanal 5 den Ringraum 6 in zwei gleiche Hälften aufteilt. Innerhalb des Ringraumes 6 ist die Verteilerhülse 7 angeordnet, und zwar derart, daß der Ringraum in gleiche Spalt querschnitte aufgeteilt wird.
Bei den Fig. 1 bis 4 ist die Verteilerhülse 7 durch gleichmäßig über den Hülseninnenumfang verteilte Längsstege 8 mit der gegenüberliegenden Dornwand verbunden. Wie am besten aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, sind die sich gegenüberstehenden Längsstege 8 am oberen und unteren Hülsenteil gegeneinander versetzt angeordnet.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist die Verteilerhülse 7 mittels Schraubbolzen 9 im Ringraum gehalten. Unterhalb der Schraubbolzen 9 finden sich die Wanddurchbrechungen 10 in der Verteilerhülse 7.
Bei dem Strangpresskopf nach Fig. 4 ist der Zentralkanal 1 über den größten Teil seiner Länge erweitert. In diese Durchmesservergrößerung 11 ragt der in seinem Durchmesser geringer bemessene Zentralbolzen 12 hinein.
In der gestrichelten unteren Lage des Ringkolbens 14 (Fig. 1 und 4) gelangt das Plastifikat nach Verlassen des Querkanals 5 über den Zuführungskanal 4 in den unter dem Ringkolben 14 befindlichen Fließkanal 17 und drückt den Ringkolben i4 nach oben, wodurch der Speicherraum 15 zur Aufnahme weiteren Materials freigegeben wird. Durch Absenken des Ringkolbens 14 wird das Plastifikat aus dem Speicherraum 15 durch den Ringspalt der Düse 18 nach außen gepreßt.
Die in Fig. 4 dargestellte Maßnahme hat den Vorteil, daß sich in der dem Zentralkanal 1 nachfolgenden Aufspaltstrecke li eine gleichmäßige Temperatur im Plastifikat einstellt.
Die sich im Vollstrang bildenden ringförmigen Temperaturzonen werden abgebaut.
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Claims

patentans#rücre Schlauchkopf zum Herstellen eines mehrschichtigen Hohistranges aus thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus einem im Schlauchkopfgehäuse gehaltenen, zentral angespeisten Dorn und einem in Ausspritzrichtung verlaufenden, über Kanäle mit der Materialeinlauföffnung verbundenen, ringförmigen und zur Spritzdüse hin offenen Zuführungskanal, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -net , daß das Ende des in Achsrichtung verlaufenden Zentralkanals (1) im Dorn (2) in einen einzigen scheibenförmigen, mit dem Zuführungskanal (4) verbundenen Querkanal (5) einmündet, wobei mit Abstand vor dem Einlauf in den Zuführungskanal (4) der Querkanal (5) zu einem sich in Achsrichtung nach oben und unten erstreckenden Ringraum (6) erweitert ist, in dessen Innenraum eine Verteilerhülse (7) unter Einhaltung von Wandabständen zur Ringrauminnen- und Hülsenaußenwand eingesetzt ist.
2) Schlauchkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Achserstreckung des rotationssymmetrischen Ringraumes (6) vom Querkanal (5) in beiden Richtungen gleiche Länge hat und die Wandabstände zu der (7) Verteilerhülse gleich sind.
3) Schlauchkopf nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verteilerhülse (7) ober- und unterhalb des Querkanals (5) durch gleichmäßig über den Hülseninnenumfang verteilte Längsstege (8) mit der gegenüberliegenden Dornwand verbunden ist.
4) Schlauchkopf nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Längsstege (8) am oberen und unteren Hülsenteil gegeneinander versetzt angeordnet sind.
5) Schlauchkopf nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h S e k e n n z e i c h n e t , daß die Verteilerhülse (7) mittels an ihren Stirnflächen angreifenden Schraubbolzen (9) innerhalb des Ringraumes (6) befestigt ist.
6) Schlauchkopf nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß unterhalb der Schraubbolzen (9) querverlaufend Wanddurchbrechungen (10) in der Verteilerhülse (7) vorgesehen sind.
7) Schlauchkopf nach den vorangegangenen Ansprüchen, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Durchmessererweiterung (ii) über eine Teillänge des Zentralkanals (i), in der ein feststehender, in seinem Durchmesser geringer bemessener Zentralbolzen (12) eingesetzt ist.