DE1940195C3 - Spritzkopf für die Herstellung von Kunststoff-Hohlprofilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spritzkopf zur Herstellung von Kunststoff-Hohlprofilen, wie er durch die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale beschrieben ist. Derartige Spritzköpfe lassen sich für beliebige Hohlprofilc oder auch halbgeöffnete Profile erstellen. In breitem Ausmaß werden sie zur Herstellung von Rohren oder Schläuchen benutzt, die in vielen Rillen das /u erstellende Produkt bilden, die aber auch im noch plastischen Zustande zum Blasen von Hohlkörpern, insbesondere Flaschen, verwendbar sind.

Die /um Halten des Kernes eines solchen Spritzkopfes erforderlichen Stege teilen den durchströmenden Kunststoff innerhalb des Abstülzungsberciches des Kernes in einzelne, einen sektorenförmigen Querschnitt aufweisende Bahnen auf, die sich hinter den Stegen wieder /u einem geschlossenen Rohr verbinden. Im Verbindungsbereich bleiben jedoch Störungen zurück, die während des weiteren im Spritzkopf zurückgelegten Weges nicht völlig ausgeglichen werden und sich im abgegebenen F.xlrudat als optisch erkennbare Abweichungen von den übrigen Hereichen abzeichnen, die als Markierungen bezeichnet werden und den Gcbrauehsb/w. Vcrkatil'swert des Produktes beeinträchtigen.

Ks ist bekannt, Markierungen in ihrem Ausmaß herabzusetzen und damit weniger in Erscheinung treten /u lassen, indem die Störstellen /war in ihrer Anzahl vermehrt wurden, sich aber jeweils nur über die halbe Wandstärke des Kxirudats erstrecken. Erreicht wird iln'sev indem in dem /wischen dem Kern und der Innenwand des Gehäuses des Spritzkopfcs gebildeten rohrförmigen Strömungsweg der Kunststoffe ein diesen in zwei konzentrische, rohrförmige Strömungspfade unterteilender Ringmantel angeordnet wird, wobei die den Ringmantel innerhalb des Gehäuses tragenden Stege jeweils gegen die den Kern innerhalb des Ringmantels abstützenden axial versetzt angeordnet sind. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß die störenden Markierungen zwar bei Verdoppelung ihrer Anzahl hinsichtlich ihres Ausmaßes und damit ihrer Erkennbarkeit reduziert sind, daß sie aber, selbst wenn ihre Flanken gemäß der DT-AS 12 47 610 keilförmig zugespitzt sind und einander überlappen, immer noch unerwünscht störend in Erscheinung treten und das Endprodukt, beispielsweise dünnwendige Hohlkörper wie Flaschen od. dgl., zumindest im Aussehen unerwünscht beeinträchtigen.

Nach der FR-PS 12 23 527 wird die Abstützung des Kernes durch einen im zwischen Kern und Innenwand des Gehäuses des Spritzkopfes gebildeten rohrförmigen Strömungsweg vorgesehenen Ring bewirkt, der mit einer Vielzahl von sich bcidendig konisch erweiternden Bohrungen durchbrochen ist. Hierdurch wird zwar die Anzahl der Verbindungsbereiche ve^rvielfacht, nicht aber deren Erkennbarkeit reduziert.

Die 1¹S-PS 29 44 287 zeigt eine einen Kern haltende Zentrierspinne mit mehreren Ringmänteln und radial durchgehenden Armen, deren in Durchflußrichtung hintere Stirnflächen abgerundet sind und, statistisch verteilt angeordnet. Ausnehmungen aufweisen, so daß die zusammenfließenden Kunststoffströme im Gren/bereich eine zusätzliche Turbulenz aufweisen, welche unter anderem auch die Erkennbarkeit der bekannten Markierungen reduzieren soll. Durch eine solche Turbulenz wird grundsätzlich die Schlic-rcnbildung gefördert, wenn auch durch Verbreiterung der Markierungen deren Intensität reduziert wird. Das gewünschte Verschwinden dieser Markierungen wird allerdings nicht erreicht, und auch die ringförmigen, in Durchsatzrichtung vor der Spinne angeordneten Lcitkörper vermögen die unerwünschten Markierungen nicht zu reduzieren.

Nach der DT-AS 11 71 149 sollen die Markierungen unterbunden werden, indem jedem Steg einer den Kern abstützenden Zentrierspinne ein mit einem eigenen Antrieb ausgestattetes Rührwerkzeug nachgeordnet wird. Solche Rührwerkzeuge sowie deren Antriebe komplizieren und verteuern den Aufbau eines Spritzkopfes erheblich, und sie erschweren die Handhabung, insbesondere das Reinigen, des Sprilzkopfes. Zudem wird durch die Rührwerkzeuge eine erneute Störung des Kunststoffflusses bewirkt, die sich in Form von Markierungen des erstellten Erzeugnisses anzeigt.

Nach einem älteren Vorschlag (DT-PS 19 11 006) ist bei einem Spritzkopf mit lediglich radialstrahlig angeordneten, an den Enden sich verjüngenden Stegen ohne Ringmantcl bereits vorgeschlagen worden, in Strömiingsriehtung durch Verringerung der radialen Abstände zwischen der Außenfläche des Kernes und der Innenfläche des Gehäuses einen verengten Spalt zum Zwecke der Druckerhöhung vorzusehen, um eine bessere Vereinigung und Vermischung der einzelnen Strömungspfade zu erreichen. Hierbei wirkt jedoch die Verengung bzw. die dadurch bedingte Druckerhöhung in Richtung der Teilungsebene der Strömungspfade. Dies trifft beim Annieldiingsgegenstand auch für die Aufteilung der .Strömungspfade durch die Stege zu, während jedoch die senkrecht /u den Stegen durch den

Ringmantel aufgeteilten zwei konzentrischen Sirömungspfade senkrecht zu ihrer Teilungsebenc von dem durch die Verengung erzeugten Druck beaufschlagt werden.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, mit einfachen Mitteln die beim Zusammenfließen der Kunslstoffströme sich ergebenden Homogenitäts-Störungen bereits an der Ursprungsstelle gering zu halten und während des weiteren Durchsatzes de* Spriizkopfes derart zu reduzieren, daß das Extrudat frei von Beeinträchtigungen ist und Markierungen nicht erkennbar sind.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß bei einem Spritzkopf der angegebenen Gattung, indem die Stege sich nur über einen ersten axialen mittleren Teilbereich des Ringmantels erstrecken und in Richtung auf die Düsenöffnung sich eine zweite Zone des Ringmantels anschließt, in der die einander gegenüberstehenden Flächen der Innenwand des Gehäuses und der Außenfläche des Ringmaniefs sowie der Innenfläche des Ringmantels und der Außenfläche des Kernes durchlaufend glatt und durch Verringerung ihrer radialen Abstände gegenüber denen innerhalb des ersten Teilbereiches als verengte Spalte der Strömungspfade ausgebildet sind.

Hierdurch wird erreicht, daß bereits innerhalb der einzelnen, noch getrennten Strömungspfade eine Vereinigung der einzelnen Bahnen erfolgt, die sich infolge des durch die Verengung bewirkten Druckes intensiver aneinanderschließen und an der Nahtstelle sich auszugleichen und zu homogenisieren vermögen, als dies durch im Gesamtströmungswcg vorgesehene Verengungen bewirkt werden kann.

Als zweckmäßig hat es sich gezeigt, wenn der im Anschluß an die Vereinigung der Spalte gebildete Strömungsweg einen gegenüber dem übrigen Strömungsweg verengten Spalt aufweist, so daß zusätzlich auch die vereinigten Strömungspfade einen homogenisierenden Bereich erhöhten Druckes enthalten. Als zweckmäßig wurde erkannt, die Spalte mindestens innerhalb einer Teillänge ihres Strömungsweges zylindermantelförmig auszubilden, so daß hier ein definierter, zylindcrförmiger Kunststoffschlauch den durch glatte Wandungen begrenzten Strömungspfad unter erhöhtem Druck passiert.

Im einzelnen soll die Erfindung ar Hand der Beschreibung tines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit einer dieses darstellenden Zeichnung erläutert werden.

In der Figur ist geschnitten das Gehäuse 1 eines Spritzkopfes gezeigt, der mit einem Kern 2 ausgestattet ist. Mit der Innenwand 3 des Gehäuses 1 sind Stege 4 verbunden, die einen konzentrisch angeordneten Ringniiintcl 5 tragen. Von diesem Ringmantel 5 gehen Stege 6 aus, die den Kern 2 abstützen. Der Ringmantel 5 sowie die Stege 4 und 6 verjüngen sich beidseitig, um den Strömungswiderstand des Sprhzkopfes gering zu halten und eine Verwirbelung des durchströmenden Kunststoffes herabzusetzen. Durch den Ringmantel 5 werden zwei koaxiale Strömungspfade 8 und 9 gebildet, auf die der durch den Kanal 7 zugeführte Kunststoff verteilt wird. Die Stege 4 und 6 sind axial gegeneinander versetzt, so daß auch die innerhalb der Strömungsplade 8 und 9 gebildeten Kunststoffbahnen sowie die nach Passieren der Stege 4 bzw. 6 gebildeten Schweißbereiche, innerhalb deren die Bahnen zu rohrförmigen Schläuchen vereinigt werden, dementsprechend gegeneinander versetzt sind. Im Ausführungsbeispiel sind jeweils drei Stege 4 und 6 vorgesehen, die jeweils um gleiche Beträge versetzt sind, so daß der in der Zeichenebene dargestellte Steg 4 beidseitig in bO' Abstand von zwei Stegen 6 flankiert ist, während der in der Zeichenebene dargestellte Steg 6 sich zwischen zwei jeweils um 60° versetzten Stegen 4 befindet.

Die Stege 4, 6 erstrecken sich nur über einen ersten axialen Teilbereich des Ringmantels 5 und lassen eine zweite Zone 10 frei, so daß diese ausschließlich durch zylindermantelartige bzw. den Endbereichen kegelmanielförmige Flächen begrenzt ist. Die die Zone 10 begrenzenden sowie die ihnen gegenüberstehenden Flächen sind einander so weit genähert, daß die Strömungspfade 8 und 9 sich zu Ringspalten 11 und 12 verengen.

Durch den hier auftretenden Druckslau sowie Druckab'all wird erreicht, daß einerseits die jeweils drei einen Strömungspfad erfüllenden Kunststoffbahnen fest zusammengepreßt werden, und über die Länge des Spaltes hin erfolgt nicht nur eine intensive Zusammenl'ugung, sondern auch eine weitgehende Glättung der Oberflächen und Homogenisierung der Oberflächenbereiche der nunmehr wieder zu je einem geschlossenen Rohr bzw. Schlauch zusammengefügten konzentrischen Kunststoffströmungen.

Im Verlauf des weiteren Vorschubes werden die beiden konzentrischen Kunststoffströmungen vereinigt und durchlaufen einen weiteren ringförmig ausgebildeten verengten Spalt 13, der die intensive Verschweißung der beiden konzentrischen Strömungen sowie ein weiteres Glätten der Oberfläche der Gesamtströmling bewirkt. Gleichzeitig werden in der schnell passierten und einen Druckabfall aufweisenden Druckzone die achsparallelen Verbindungsbereiche der einzelnen Bahnen nochmals überarbeitet, so daß die ein/einen Bahnen /u einem homogenen Rohr verbunden werden, das nach Austritt aus der Düsenöffnung 14 keine erkennbaren oder sich anderweitig bemerkbar machenden Markierungen mehr aufweist.

Die Luftzuführung in den extrudiertcn Kanal erfolgt über eine Bohrung 15, die sich durch einen der Stege 4 bis in den Segmentkanal 16 des Ringmantels 5 erstreckt. Außerhalb der Zeichenebene ist der am Ende des Scgmentkanals 16 angeordnete Steg 6 mit einer Bohrung verbunden, die zum Zentralkanal 17 führt.

Die einzelnen Bahnen jedes der Strömungspfade werden wieder vereinigt und Druck- und Glättungsprozessen unterworfen, ehe die beiden derart gebildeten konzentrischen Strömungen miteinander zu einer ein/igen verbunden werden. Hierdurch werden nicht nur liic durch Markierungen angezeigten Inhomogenitäten in den Randbereicaen der einzelnen Bahnen weitgehend bzw. völlig behoben, auch die Verbindungsflächen der beiden konzentrischen Schläuche werden so weit vorgeglättet, d.iß auch an dieser zweiten Nahtstelle nach Passieren des Spaltes 13 eine weitgehende Homogenität erreicht ist, so daß praktisch alle Auswirkungen behoben sind, die durch die Einfügung der den Kern 2 tragenden llalteelemenle in den Weg der Kunsistoflströmuiig bedingt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Spritzkopf für die Herstellung von Kunststoff-Hohlprofilen mit einem durch Stege zentral in einem Gehäuse gehaltenen Kern und einem diesen mit Absland umgebenden, den zwischen Kern und Innenwand des Gehäuses gebildeten rohrförmigen Strömungsweg der Kunststoffe in zwei konzentrische rohrförmige Strömungspfade unterteilenden Ringmantel, bei dem die den Ringmantel innerhalb des Genäuses tragenden Stege gegen die den Kern innerhalb des Ringmantels abstützenden versetzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (4,6) sich nur über einen ersten axialen mittleren Teilbereich des Ringmantels (5) erstrecken und in Richtung auf die Düsenöffnung (14) sich eine zweite Zone (10) des Ringmantels (5) anschließt, in der die einander gegenüberstehenden Flächen der Innenwand (3) des Gehäuses (1) und der Außenfläehe des Ringmaritels (5) sowie der Innenfläche des Ringmantels (5) und der Außenfläche des Kernes (2) durchlaufend glatt und durch Verringerung ihrer radialen Abstände gegenüber denen innerhalb des ersten Teilbereiches als verengte Spalte (11, 12) der Strömungspfade ausgebildet sind.
2. 2. Spritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Anschluß an die Vereinigung der Spalte (11, 112) gebildete Strömungsweg einen gegenüber dem übrigen Strömungsweg verengten Spalt (13) aufweist.
3. 3. Spritzkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte (11, 12, 13) mindestens innerhalb einer Teillänge ihres Strömungsweges zyiimdcrmantelförmig verlaufen.