DE1166458B

DE1166458B - Screw press with a ring nozzle

Info

Publication number: DE1166458B
Application number: DEK38721A
Authority: DE
Inventors: Kurt Hartmann
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1959-09-18
Filing date: 1959-09-18
Publication date: 1964-03-26

Description

Schneckenpresse mit einer Ringdüse Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenpresse mit einer Ringdüse zum Herstellen weiter Rohre oder Schläuche aus thermoplastischen Kunststoffen durch Aufweiten des aus der Ringdüse ausgespritzten Hohlstranges mittels eines in den Hohlstrang eingeführten gasförmigen Druckmittels.Screw press with a ring nozzle The invention relates to a screw press with a ring nozzle for the production of further pipes or hoses made of thermoplastics by expanding the sprayed from the ring nozzle Hollow strand by means of a gaseous pressure medium introduced into the hollow strand.

Bei den Schneckenpressen dieser Art wird das Druckmittel, vorzugsweise Luft, durch ein im Mittelteil der Ringdüse ausmündendes Zuführungsrohr in das Innere des Kunststoffrohrstranges geleitet. Durch Zusammenpressen des Rohrstranges im vorbestimmten Abstand von der Ringdüse mittels der Quetschwalzen einer Abzugsvorrichtung wird ein gasdichter Abschluß des Rohrstranges erzielt, der das Aufblähen ermöglicht. Jedoch gestattet das bekannte Aufweiten des Rohrstranges mittels des gasförmigen Druckmittels kein Recken des Rohrstrangwerkstoffes, weil dieser beim Austritt aus der Ringdüse infolge der hohen Temperatur noch einen so hohen Erweichungsgrad aufweist, daß er an der Austrittsstelle dem zum Recken erforderlichen hohen Druck des gasförmigen Druckmittels nicht standhält, sondern platzt oder abreißt. Dieses Recken des erweiterten Rohrstranges in der Längs- und Querrichtung innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches bewirkt indessen eine beträchtliche Festigkeits- und Elastizitätserhöhung des Rohrstrangwerkstoffes, die auf eine Molekülorientierung zurückzuführen ist. Um eine solche Festigkeitserhöhung vorzunehmen, ist schon eine mechanische Aufweitevorrichtung vorgeschlagen worden, die aus zwei oder mehreren im Abstand voneinander angeordneten und um ihre Querschnittsachse drehbar angetriebenen Ringen aus elastischem Werkstoff besteht, über die der Rohrstrang gestülpt ist und durch die Ringdrehung kontinuierlich weiterbewegt wird. Hierbei tritt ein Ausweiten des Rohrstranges bzw. Querrecken und durch die Abzugsvorrichtung ein Längsrecken des Rohrstranges ein. Jedoch ist diese Vorrichtung sehr aufwendig und gewährleistet nicht die volle Ausnützung der Werkstoffverbesserung des Rohrstranges durch das Recken, weil hierzu auch ein bestimmter Temperaturbereich einzuhalten ist, der durch das bei der bekannten Vorrichtung hierzu vorgesehene Abkühlen des Rohrstranges beim Austritt aus der Ringdüse nur sehr schwierig eingehalten werden kann. Außerdem müssen zum Erweitern bzw. Recken verschiedener Kunststoffe auch Ringe verschiedenen Durchmessers auf Lager gehalten und beim Wechsel des zu verarbeitenden Gutes gegeneinander ausgetauscht werden, wodurch nicht nur ho,h,e Anschaffungs-, sondern auch Montagekosten entstehen. In screw presses of this type, the pressure medium is preferably Air, through a feed pipe opening out in the middle part of the ring nozzle into the interior of the plastic pipe string. By compressing the pipe string in the predetermined Distance from the ring nozzle by means of the nip rollers of a take-off device is a gas-tight closure of the pipe string is achieved, which allows the expansion. However, the known expansion of the pipe string by means of the gaseous Pressure means no stretching of the pipe string material because it exits the ring nozzle still has such a high degree of softening due to the high temperature, that it has the high pressure of the gaseous required for stretching at the exit point Pressure medium does not withstand, but bursts or tears off. This stretching of the extended Pipe string in the longitudinal and transverse direction within a certain temperature range causes a considerable increase in strength and elasticity of the pipe string material, which is due to a molecular orientation. To such an increase in strength a mechanical expansion device has already been proposed, those of two or more spaced apart and around their cross-sectional axis rotatably driven rings made of elastic material, over which the pipe string is turned inside out and is continuously moved by the rotation of the ring. Here there is an expansion of the pipe string or transverse stretching and through the pull-off device a longitudinal stretching of the tubing string. However, this device is very expensive and does not guarantee full utilization of the material improvement of the pipe string by stretching, because a certain temperature range must also be adhered to for this purpose is, which is provided by the cooling of the known device provided for this purpose Pipe string at the exit from the ring nozzle can only be adhered to with great difficulty can. In addition, rings must also be used to expand or stretch various plastics different diameters kept in stock and when changing the one to be processed Good things are exchanged for each other, which means that not only ho, h, e purchase, but also assembly costs arise.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Schneckenpresse der eingangs bezeichneten Art so weiterzubilden, daß ein Recken des Kunststoffrohrstranges mit einfachsten Mitteln ermöglicht wird. The invention is now based on the object of the screw press of the type described above so that a stretching of the plastic tubing is made possible with the simplest means.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erwindung vorgeschlagen, an die Ringdüse eine Kühlvorrichtung mit einer Zu- und Abführungsleitung für ein auf den Kunststoffrohrstrang unmittelbar einwirkendes unter Druck stehendes Kühlmittel anzuschließen und in der Abführungsleitung ein vom im Hohlstrang befindlichen gasförmigen Druckmittel beaufschlagtes Ventil zur Regelung des Kühlmitteldruckes vorzusehen. To solve this problem, it is proposed according to the invention, to the ring nozzle a cooling device with an inlet and outlet line for a coolant under pressure acting directly on the plastic tubing to be connected and in the discharge line a gaseous one located in the hollow strand Provide pressure medium acted upon valve for regulating the coolant pressure.

Durch diese Maßnahmen wird eine nahezu vollständige Entlastung des Kunststoffrohrstranges vom Druck des gasförmigen Druckmittels im Austrittsbereich dieses Rohrstranges aus der Ringdüse, also im Bereich der geringen, durch die thermische Erweichung des Kunststoffes bedingten Festigkeit erzielt, so daß hierbei kein Auf- oder Abreißen des Kunststoffrohrstranges eintreten kann. Das Recken des Rohrstranges erfolgt erst nach dem Wiedererwärmen des Rohrstranges mittels einer regelbaren elektrischen Heizung, durch die eine genaue Einhaltungdes erforderlichenTemperaturbereiches erzielbar ist. Durch eine der Heizung nachgeschaltete Kühlung des Rohrstranges wird die angestrebte Molekülorientierung eingefroren, also in eine bleibende umgewandelt. These measures almost completely relieve the Plastic pipe string from the pressure of the gaseous pressure medium in the outlet area this pipe string from the ring nozzle, i.e. in the area of the low, by the thermal Softening of the plastic achieved strength, so that here no up- or tearing of the plastic pipe string can occur. The stretching of the pipe string takes place only after the pipe string has been reheated by means of a controllable electrical Heating through which the required temperature range can be precisely maintained is. The desired Molecular orientation frozen, i.e. converted into a permanent one.

Es ist bereits bekannt, den exdrudierten und im Abstand von der Ringdüse durch Rollen zusammengedrückten Kunststoffrohrstrang mittels Druckluft zu einem Folienschlauch aufzuweiten und zum Erzielen eines vorbestimmten Schlauchdurchmessers unmittelbar anschließend an die Ringdüse ein schraubenförmig gewundenes Rohr mit nach innen gerichteten Düsen anzuordnen, aus dem ein Luftstrom zur Kühlung gegen den Schlauchaußenmantel geblasen und so der ausgepreßte Schlauch durch ein unmittelbar auf ihn einwirkendes Kühlmittel beaufschlagt wird. Durch das regelbare Kühlen diess Mantels kann ein Aufreißen des Rohres beim Aufweiten vermieden werden. Demgegenüber soll durch die Anwendung gleichen Luftdruckes auf den Rohrinnen- und -außenmantel bei der Schneckenpresse nach der Erfindung der Rohrstrang lediglich gekühlt, jedoch nicht aufgçweitet werden. Es ist weiterhin bekannt, einen exdrudierten Rohrstrang aus Polyäthylen zur Aufweitung über einen Ring nach unten in ein Wasserbad zu führen sowie in das Rohrinnere Wasser einzuleiten, dessen Spiegel mit dem des Wasserbades mittels eines Siphons auf gleicher Höhe gehalten wird, um ein nochmaliges Ausweiten des Schlauches zu vermeiden. It is already known the extruded and spaced from the annular nozzle By means of compressed air, plastic pipe string compressed by rollers into one Expand the film tube and achieve a predetermined tube diameter immediately following the ring nozzle with a helically wound pipe to arrange inwardly directed nozzles, from which an air flow for cooling against blown the hose outer jacket and so the squeezed hose through a direct acting on him coolant is applied. By the adjustable Cooling this jacket can prevent the pipe from tearing open during expansion. In contrast, the use of the same air pressure on the inner and outer pipes -Outer jacket in the screw press according to the invention of the pipe string only cooled, but not expanded. It is also known to be an extruded Pipe string made of polyethylene to expand over a ring down into a water bath to lead as well as to introduce water into the inside of the pipe, the level of which corresponds to that of the The water bath is kept at the same level by means of a siphon, so that it can be repeated Avoid expanding the hose.

Durch das schnelle Abkühlen des Schlauches soll die Durchsichtigkeit der Schlauchfolie gewährleistet werden. Schließlich ist es bekannt, den Kunststoffrohrstrang ohne vorheriges Aufweiten durch ein unmittelbar an die Schneckenpresse anschließendes Bad mit einer Lösung von Zink-Chlorid in Wasser zu führen, durch die eine blasen- und spannungsfreie sowie säure- und alkalienfeste sowie hitzebeständige Außenschicht erhalten wird. Durch einen an d-r Ringdüse befestigten und in den Rohrinnenraum ragenden Dorn wird ein Zusammendrücken des Rohrstranges durch den hydrostatischen Druck vermieden und ein glatte Innenfläche erhalten. Diese beiden Verfahren sind jedoch als Vorbereitungsmaßnahme für dar beim Erfindungsgegenstand vorgesehene nachfolgende Recken ungeeignet.The rapid cooling of the hose is supposed to make it transparent the tubular film can be guaranteed. Finally, it is known the plastic tubing without prior widening by a directly connected to the screw press Bath with a solution of zinc chloride in water, through which a bubble and tension-free, acid- and alkali-proof and heat-resistant outer layer is obtained. Through a ring nozzle attached to the d-r and into the pipe interior protruding mandrel is a compression of the pipe string by the hydrostatic Avoid pressure and maintain a smooth inner surface. These two procedures are however, as a preparatory measure for the following provided for in the subject matter of the invention Stretching unsuitable.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown schematically.

Eine zum Verarbeiten von thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere Polyäthylen und Polypropylen dienende Schneckenpresse 1 ist zum Herstellen eines Kunststoffrohrstranges 2 als Ausgangsform für die Erzeugung weiter Rohre und Schlauchfolien mit ein, v Rirlgdiise 3 versehen. lm Mi,telLeil der Ringdüse mündet die Zuführungsleitung 4 für ein gasförmiges einen vorbestimmten Druck aufweisendes Druckmittel, durch das der Rohrstrang 2 nicht nur auf den gewünschten Durchmesser aufgeweitet werden kann, sondern gleichzeitig bei der Herstellung bzw. Einhaltung des Recktemperaturintervalls von etwa 120 bis etwa 1300 C quer- und längsgereckt werden soll, um die Qualität des Kunststoffertigproduktes hinsichtlich der Festigkeit und Elastizität zu verbessern. Durch das Plastifizieren unter Zuführung von Wärme tritt der Kunststoffrohrstrang 2 mit hoher Temperatur und dementsprechendem Erweichungsgrad aus der Ringdüse 3 aus. Beim Einleiten des Druckmittels in den Kunststoffrohrstrang 2 würde dieser unter dem hohen Innendruck zerreißen bzw. abreißen. Es ist daher unmittelbar an die Ringdüse3 eine Kühlvorrichtung 5 angeordnet, die einerseits gegen die Ringdüse 3 und andererseits gegen den aus dieser ausgespritzten Kunststoffrohrstrang 2 dicht abgeschlossen ist. Diese Kühlvorrichtung besteht aus einem hohlzylindrischen Gehäuse mit je einer an beiden Stirnenden angeschlossenen Zu- bzw. Abführungsleitung6 bzw. 6a zum Zuführen bzw. Ableite des Kühlmitteis. Die Zuführungsleitung6 der KiilBvorTichtung5 ist mit einer regelbar angetriebenen Pumpe, einem Gebläse 7 od. dgl. verbunden, während in die Abführungsleitung 6a ein Ventil 8, z. B. ein Teller-, Klappen- oder Schieberventil eingebaut ist. Die Auslaßseite des Ventils 8 ist über eine Abzweigleitung 9 mit der zur Ringdüse 3 führenden Rohrleitung 4 für das gasförmige Druckmittel verbunden, so daß das Absperrorgan des Ventils 8 unter dem Druck des Kühlmittels und dem Gegendruck des Druckmittels steht. Das Ventil 8 sorgt daher dafür, daß in der Kühlvorrichtung 5 etwa der gleiche Druck wie im Innern des Kunststoffrohrstranges 2 herrscht, so daß dieser im Bereich seiner geringen Festigkeit druckentlastet ist. Der aus der Kühlvorrichtung 5 austretende Kunststoffrohrstrang 2 wird von einer Abzugvorrichtung, z. B. einem Raupenlaufwerk 10 erfaßt und der Aufweite- und Reckvorrichtung zugeführt. Diese Vorrichtung besteht aus einem beheizten Trichter 11, dessen zylindrisch ausgebildetes enges Rohr 12 den Kunststoffrohrstrang 2 mit Abstand umschließt. Am freien Ende dieses Rohres ist eine Verteilkammer 13 angeschlossen, die über eine Rohrleitung 14 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten regelbaren Gebläse verbunden ist. Im zylindrischen Rohr 12 des Trichters 11 sind zur Regelung des Luftdurchganges verstellbare Leitschaufeln 15 angeordnet. Unter dem Einfluß des gasförmigen Druckmittels und bei gleichzeitigem durch die voreilenden Quetschwalzen 16 der Abzugsvorrichtung 17 bewirktem Zug wird der Kunststoffrohrstrang 2 aufgeweitet und gleichzeitig zweidimensional gereckt. Der aufgeweitete Kunststoffrohrstrang 2 ist von einer Kühlschlange 18 oder Kühlungen mit radial nach innen gerichteten Düsen 19 umschlossen und wird durch die Aufwickelvorrichtung20 aufgewickelt. One for processing thermoplastics, in particular Polyethylene and polypropylene serving screw press 1 is for producing a Plastic pipe strand 2 as the starting form for the production of further pipes and tubular films provided with a, v Rirlgdiise 3. The supply line opens in the middle of the ring nozzle 4 for a gaseous pressure medium having a predetermined pressure that the pipe string 2 can not only be expanded to the desired diameter can, but at the same time when producing or maintaining the stretching temperature interval from about 120 to about 1300 C should be stretched transversely and lengthways in order to improve the quality of the finished plastic product in terms of strength and elasticity. Plastic tubing occurs when heat is applied 2 with a high temperature and the corresponding degree of softening from the ring nozzle 3 the end. When the pressure medium is introduced into the plastic pipe string 2, this would tear or tear off under the high internal pressure. It is therefore immediately on the ring nozzle 3 arranged a cooling device 5, which on the one hand against the ring nozzle 3 and, on the other hand, tightly against the plastic pipe string 2 injected therefrom is completed. This cooling device consists of a hollow cylindrical housing with an inlet or outlet pipe connected to both ends 6 resp. 6a for supplying or discharging the cooling medium. The supply line6 of the KiilBvorTichtung5 is connected to a controllably driven pump, a fan 7 or the like, while in the discharge line 6a a valve 8, for. B. a plate, flap or Slide valve is installed. The outlet side of the valve 8 is via a branch line 9 with the pipe 4 leading to the ring nozzle 3 for the gaseous pressure medium connected so that the shut-off element of the valve 8 under the pressure of the coolant and the counter pressure of the pressure medium. The valve 8 therefore ensures that in the cooling device 5 has about the same pressure as inside the plastic pipe string 2 prevails, so that this is relieved of pressure in the area of its low strength. The exiting from the cooling device 5 plastic tubing 2 is from a Extraction device, e.g. B. detected a caterpillar drive 10 and the expanding and stretching device fed. This device consists of a heated funnel 11, whose cylindrical formed narrow pipe 12 encloses the plastic pipe string 2 at a distance. At the free end of this tube is connected to a distribution chamber 13, which has a Pipeline 14 with a controllable fan, not shown in the drawing connected is. In the cylindrical tube 12 of the funnel 11 are to regulate the air passage adjustable guide vanes 15 arranged. Under the influence of the gaseous pressure medium and at the same time by the leading nip rollers 16 of the take-off device 17 brought about the train of plastic tubing 2 is expanded and at the same time two-dimensional stretched. The expanded plastic tubing 2 is of a cooling coil 18 or Enclosed cooling with radially inwardly directed nozzles 19 and is through the winder 20 is wound up.

Patental-tspr-tlch : Szhneckenpr.Sse mit einer Ringdür. zum Herstellen weiter Rohre od,' Sh'äuche au thcrmoplastischen KunststotTen durch Aufweiten des aus der Ringdüse ausgespritzten Hohlstranges mittels eines in den Hohlstrnng eingeführten pneumatischen Druckmittels, dadurch gekennzeichnet, daß an dic Ringdüse:3) eine Kühlvorrichtung (§) mit einer /T;u- und Abführungsleitung (6, 6rz) für ein auf dcn Kunststoffrohrstrang (2) unmittelbar cinwirkendes unter Druck stehendes Kühlmittel angeschlossen ist und in der Abführungsleitung (6tr) ein vom im Hohlstrang befindlichen gasförmigen Druck mittel beaufschlagtes Ventil (8) zur Regelung des Kühlmitteldruckes vorgesehen ist. Patental-tspr-tlch: Szhneckenpr.Sse with a ring door. to manufacture further pipes or tubes made of thermoplastic plastic by widening the Hollow strand ejected from the ring nozzle by means of an inserted into the hollow strand pneumatic pressure medium, characterized in that at the ring nozzle: 3) a Cooling device (§) with a / T; u and discharge line (6, 6rz) for a on dcn Plastic tubing (2) directly acting coolant under pressure is connected and in the discharge line (6tr) one is located in the hollow strand gaseous pressure medium acted upon valve (8) to regulate the coolant pressure is provided.

Claims

Documents considered: British Patent No. 7149l5; French Patent No. 973 032; U.S. Patent No. 2 77J 110.